Metody diagnostyki konstrukcji betonowych

Transkrypt

1 Metody diagnostyki konstrukcji betonowych 1. WPROWADZENIE 2. OCENA WYTRZYMAŁOŚCI KONSTRUKCJI 3. BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH - ODWIERTY RDZENIOWE. 4. BADANIA CHEMICZNE BETONU Bezpieczeństwo i niezawodność konstrukcji Zgodnie z Prawem Budowlanym bezpieczeństwo i niezawodność konstrukcji są podstawowymi wymaganiami stawianymi konstrukcjom budowlanym Dyrektywa europejska 89/106/EEC: - wytrzymałość mechaniczna i stateczność, - bezpieczeństwo pożarowe, - wymagania higieniczne, zdrowotne, środowiskowe, - bezpieczeństwo użytkowe, - ochrona przed hałasem, - energooszczędność. Wymagania te są pochodną przeznaczenia obiektu budowlanego 1

2 W ujęciu teorii stanów granicznych zapewnienie bezpieczeństwa i niezawodności oznacza: nie przekraczanie, w określonych warunkach i założonym czasie użytkowania, stanów granicznych nośności i użytkowania. W praktyce inżynierskiej : bezpieczeństwo i niezawodność projektowanych konstrukcji stan rzeczywistych konstrukcji często uszkodzeniem obiektu budowlanego koniecznością przeprowadzenia naprawy. częstość względna, % częstość względna, % stalowe żelbetowe prefabrykaty murowe drewniane mieszane odchyłki od projektu 19 niewłaściw e knowhow rodzaj obiektu Względny udział poszczególnych typów obiektów budowlanych w ogólnej liczbie awarii w latach (L.Runkiewicz, 2000) zaniedbania inwestora 34 niskie kwalifikacje wykonawcy niska jakość elementów i złącz przyczyny uszkodzeń konstrukcji inne 14 Spośród wszystkich awarii zanotowanych w Polsce od 1963 około 50% dotyczyło różnego rodzaju konstrukcji żelbetowych. Koszt niezbędnych napraw i remontów obiektów betonowych koniecznych do przeprowadzenia w przeciągu najbliższych 20 lat szacuje się na około 1 do USD, stanowi to od 15 do 50%. ogólnej wartości zasobów budownictwa betonowego]. Dla oceny możliwości i celowości naprawy konstrukcji niezbędne jest opracowania diagnozy stanu technicznego obiektu, a przede wszystkim, ustalenie przyczyn jej uszkodzenia DIAGNOSTYKA KONSTRUKCJI ŻELEBTOWYCH Najczęstsze przyczyny awarii budowlanych w latach (L.Runkiewicz, 2000) 2

3 Diagnostyka konstrukcji betonowych (DKB) DKB wymaga stosowania nowoczesnych metod badawczych i analitycznych pozwalających na dostatecznie dokładną ocenę stanu konstrukcji przed naprawą jak i po naprawie ocena skuteczności przeprowadzonej naprawy. W powstającym w wyniku naprawy konstrukcji układzie wielowarstwowym najistotniejsze jest (z punktu widzenia skuteczności wykonywanych prac) wdrażanie do praktyki inżynierskiej nowoczesnych metod nieniszczących jako efektywnych i szybkich technik oceny jakości i trwałości konstrukcji betonowych. Materiał naprawczy (PCC, PC) PODŁOŻE BETONOWE Etapy naprawy konstrukcji wg EN-1504 ETAPY NAPRAWY Użytkowanie konstrukcji Diagnostyka stanu konstrukcji ANALIZOWANE ELEMENTY NA DANYM ETAPIE NAPRAWY Warunki i przebieg użytkowania, dokumentacja, konserwacja i utrzymanie konstrukcji Uszkodzenia, ich klasyfikacja i przyczyny Wstępne planowanie naprawy Projekt naprawy Wykonanie prac naprawczych Odbiór prac naprawczych Możliwości, zasady, metody Zdefiniowanie sposobu użycia poszczególnych materiałów. Wymagania odnośnie: podłoża, materiałów naprawczych, prowadzenia prac. Wybór i zastosowanie materiałów i sprzętu Kontrola jakości Zagadnienia BHP Badania odbiorcze, Prace zapobiegawcze, Opracowanie dokumentacji 3

4 Decyzję o wyborze sposobu naprawy i stosowanych materiałach poprzedza się zwykle diagnozą stanu technicznego konstrukcji (objawy uszkodzeń i występujące obciążenia) Na konstrukcję mogą wpływać czynniki mechaniczne, chemiczne, biologiczne, termiczne i elektromagnetyczne. Zależnie od częstości działania obciążeń rozróżnia się oddziaływania: stałe: spowodowane grawitacją, parciem gruntu i wody, odkształcenia wymuszone w trakcie budowy itp., zmienne: obciążenia użytkowe stropów, dachów i innych części obiektu, obciążenia śniegiem i lodem, obciążenia wiatrem (statyczne i dynamiczne), obciążenia wodą i falami, oddziaływania termiczne, mróz, obciążenia silosów i zbiorników, obciążenia ruchem na powierzchniach jezdnych, oddziaływania dynamiczne maszyn, obciążenia w trakcie budowy, itp., wyjątkowe: uderzenia, wybuchy, oddziaływania sejsmiczne, oddziaływania spowodowane ogniem, itp. DIAGNOSTYKA OBIEKTÓW BUDOWLANYCH diagnostyka okresowa wymagana użytkowaniem obiektu diagnostyka doraźna uszkodzenie lub istotne nieprawidłowości w pracy obiektu diagnostyka docelowa planowana modernizacja obiektu lub zmiana przeznaczenia nieprawidłowości w pracy obiektu Przegląd techniczny Wykonywany w czasie użytkowania zgodnie z programem utrzymania obiektu ( siłami własnymi użytkownika lub zespół specjalistów) Badania techniczne (ekspertyza) Wykonywane przez rzeczoznawców na zlecenie użytkownika, właściciela lub nadzór budowlany Dalsze użytkowanie obiektu (konserwacja i drobne naprawy) Ocena jednoetapowa Ocena dwuetapowa 4

5 Badania techniczne (ekspertyza) Wykonywane przez rzeczoznawców na zlecenie użytkownika, właściciela lub nadzór budowlany Ocena jednoetapowa Wizja lokalna (przedmiot, cel i zakres oceny). Program badań i analiz. Analiza dokumentacji i warunków użytkowania obiektu (w tym agresywność środowiska). Badania elementów in-situ (wytrzymałościowe, fizyczne, chemiczne, geodezyjne, geotechniczne, radiologiczne, specjalne). Badania laboratoryjne pobranych próbek. Analiza obliczeń cieplno-wilgotnościowych. Analiza stanu granicznego nośności i użytkowania obiektu. Ocena zachowania się elementów i konstrukcji. Wnioski dotyczące materiałów i elementów konstrukcji oraz dalszego użytkowania. Zalecenia dotyczące napraw, wzmocnień i modernizacji obiektu. Badania techniczne (ekspertyza) Wykonywane przez rzeczoznawców na zlecenie użytkownika, właściciela lub nadzór budowlany Ocena dwuetapowa Etap I: Wizje lokalne - wstępna inwentaryzacja, Szacunkowa ocena materiałów i stanu obiektu., Ocena wstępna; zalecenia doraźne; program badań i analiz szczegółowych. Etap II: Szczegółowa analiza dokumentacji i warunków użytkowania obiektu (w tym agresywność środowiska), Badania elementów in-situ (wytrzymałościowe, fizyczne, chemiczne, geodezyjne, geotechniczne, radiologiczne, specjalne), Badania laboratoryjne pobranych próbek, Analiza obliczeń cieplno-wilgotnościowych, Analiza stanu granicznego nośności i użytkowania obiektu, Ocena zachowania się elementów i konstrukcji, Wnioski dotyczące materiałów i elementów konstrukcji oraz dalszego użytkowania. Zalecenia dotyczące napraw, wzmocnień i modernizacji obiektu. 5

6 BADANIA DIAGNOSTYCZNE: Obserwacje wizualne - badania makroskopowe: obecność obszarów zawilgoconych, wykwitów i przebarwień, występowanie rys, pęknięć i innych uszkodzeń betonu, niewłaściwe zabezpieczenia cieplne, wilgotnościowe, akustyczne, uszkodzenia wypraw, okładzin, izolacji, połączeń itp., sąsiadujące istniejące lub projektowane obiekty (źródła drgań, wykopy, itp.) zagrożenie pożarowe. BADANIA LABORATORYJNE Badania laboratoryjne, stosowane głównie w celu: oceny głębokości zobojętnienia betonu, oceny alkaliczności betonu, oceny stopnia skorodowania betonu, w tym zawartości jonów chlorkowych i siarczanowych, ocena stopnia agresywności środowiska. 6

7 Badania instrumentalne konstrukcji lub jej elementów: ocena stanu i właściwości podłoża gruntowego (badania geotechniczne), ocena przemieszczeń konstrukcji (badania geodezyjne, fotogrametryczne), lokalizacja i opis uszkodzeń (badania fotogrametryczne, badania termowizyjne), ocena wytrzymałości na ściskanie betonu i jego jednorodności, badania niszczące: na pobranych z konstrukcji próbkach betonu, badania seminieniszczące: np. wyrywanie kotew (pull-out), odrywanie krążków stalowych (pull-off), badania nieniszczące: sklerometryczne i ultradźwiękowe, lokalizacja i ocena stanu zbrojenia stalowego, głównie badania nieniszczące (ultradźwiękowe, elektrochemiczne i elektromagnetyczne, radiograficzne), występowanie defektów struktury betonu głównie badania nieniszczące, ultradźwiękowe, elektrochemiczne i elektromagnetyczne, radiograficzne. Metody małoniszczące i nieniszczące metody oceny wytrzymałości betonu in-situ: metody sklerometryczne, pomiar czasu przejścia fali ultradźwiękowej, penetracja sondą, metoda pull-out, metoda break-off, metoda pull-off. metody oceny jednorodności struktury: inspekcja wizualna, propagacja fal sprężystych, ground penetrating radar, metody elektromagnetyczne, metody radiograficzne, termografia podczerwona. 7

8 Metody oceny wytrzymałości betonu in-situ: METODY SKLEROMETRYCZNE Metody sklerometryczne opierają się na korelacji twardości i wytrzymałości materiału. Zasada pomiaru sklerometrem polega na określeniu odległości, o jaką odskakuje ciężar po uderzeniu w materiał z określoną siłą, wywołanym za pomocą systemu sprężynowego. Sklerometr ustawia się prostopadle do badanej powierzchni. Odczyt na skali nazywa się liczbą odbicia. Ocena wytrzymałości materiału polega na opracowaniu wyników z odpowiedniej ilości punktów pomiarowych metodami statystycznymi i ustaleniu zależności regresyjnej między wytrzymałością na ściskanie a liczbą odbicia. Metody oceny wytrzymałości betonu in-situ: METODY SKLEROMETRYCZNE f c =f(l) L liczba odbicia PN-EN Instrukcja ITB nr 210 jednorodność betonu szacowanie wytrzymałości betonu na ściskanie monitorowanie narastania wytrzymałości 8

9 MŁOTEK SCHMIDTA Norma PN-EN dotyczy zasad nieniszczącego badania konstrukcji betonowych za pomocą młotka Schmidta typu N. Norma PN-EN wprowadza istotne zmiany w stosunku do dotychczasowej, powszechnie stosowanej praktyki pomiarowej. Z normy usunięto szereg cennych zaleceń odnośnie sposobu interpretacji uzyskiwanych wyników i ograniczono się jedynie do unormowania samej procedury badawczej. Wprowadzono obowiązek oczyszczenia kamieniem szlifierskim powierzchni chropowatych i zanieczyszczonych. Ograniczono stosowanie młotka Schmidta do przedziału temperatur od 10 do 35 0 C. Ponadto, w celu uzyskania wiarygodnego oszacowania liczby odbicia w danym miejscu pomiarowym, wprowadzono wymóg wykonania minimum dziewięciu odczytów, podczas gdy dotychczas wymóg ten ograniczał się do pięciu odczytów. W przypadku, gdy więcej niż 20% wszystkich odczytów różni się od wartości średniej o więcej niż 6 jednostek, cały zestaw odczytów należy odrzucić. MŁOTEK SCHMIDTA Sklerometr typu N Wykonywanie badań sklerometrycznych bez ich skalowania na odwiertach kontrolnych, pobranych z badanej konstrukcji jest błędne i niezgodne z obowiązującymi w tym względzie przepisami normowymi. Niezbędnym jest każdorazowe sprawdzenie przed i po badaniach sprawności młotka na kowadełku kontrolnym. Badania sklerometryczne winny być wykonywane na zdrowym i oczyszczonym fragmencie betonu, przynajmniej w przybliżeniu reprezentatywnym dla betonu, znajdującego się w środku badanego elementu. Sklerometr typu NR 9

10 Wytrzymałość na ściskanie, MPa Metody oceny wytrzymałości betonu in-situ ULTRADŹWIEKOWA METODA CZASU PRZEJŚCIA FALI a) betonoskop, b) badanie konstrukcji Metody oceny wytrzymałości betonu in-situ: ULTRADŹWIEKOWA METODA CZASU PRZEJŚCIA FALI f c =f(t p ) lub f c =f(v p ) t p czas przejścia, v p prędkość fali PN-EN Instrukcja ITB nr 209 jednorodność betonu szacowanie wytrzymałości betonu na ściskanie monitorowanie narastania wytrzymałości obliczanie modułu sprężystości Prędkość fali, km/s 10

11 Metody oceny wytrzymałości betonu in-situ: METODA PULL-OUT Nazwa pull-out jest to termin określający grupę metod badawczych, których główne założenie opiera się na pomiarze wartości siły potrzebnej do wyrwania wcześniej osadzonej w badanym materiale stalowej kotwy, której kształt jest zależny od przyjętego rozwiązania technicznego. Na podstawie wartości siły potrzebnej do wyrwania kotwy P określa się skorelowaną z nią wytrzymałość betonu na ściskanie f c (kostka 150mm): f c,cub = 1,41P - 2,82 - beton 50 MPa f c,cub = 1,59P - 9,52 - beton > 50 MPa, P siła wyrywająca PN-EN Metody oceny wytrzymałości betonu in-situ: METODA PULL-OUT ocena jakości wykonania oraz warunków pielęgnacji warstwy zewnętrznej betonu, nieniszcząca ocena wytrzymałości betonu na ściskanie, kontrola przy odbiorze elementów betonowych, sprawdzenie rezerw wytrzymałości w elementach betonowych przed ich dociążeniem. 11

12 METODA PULL-OUT Metoda pull-out stosowana jest w przypadkach gdy: potrzebne jest szybkie dokonanie oceny wytrzymałości betonu na ściskanie bezpośrednio w konstrukcji, przeprowadza się badania określające aktualny stan techniczny obiektu przeprowadza się badania mające na celu określenie istnienia potrzeby modernizacji lub remontu obiektu w tym przy ocenie bezpieczeństwa konstrukcji w przypadku zagrożenia awarią, nie można (brak technicznych możliwości) wykonać odwiertów kontrolnych gdy przeprowadza się kontrolę stanu technicznego obiektu w związku z zastrzeżeniami (wątpliwościami) dotyczącymi jego jakości. Metoda ta jest niezależna od parametrów materiałowych (rodzaj cementu, zawartość dodatków lub domieszek, włókien itp) i technologicznych. Można ją stosować z wyjątkiem betonów lekkich oraz betonów o uziarnieniu kruszywa większym niż 32 mm. METODA BREAK-OFF-TEST Pomiar siły potrzebnej do oderwania specjalnie zaformowanej próbki (rdzenia) z konstrukcji betonowej. W przypadku nowych konstrukcji rdzeń jest formowany poprzez umieszczenie specjalnej tulei wykonanej z tworzywa sztucznego w świeżym betonie. W momencie uzyskania przez beton wstępnej wytrzymałości następuje usunięcie tulei. Po uzyskaniu przez beton wymaganej wytrzymałości (28-dniowej) następuje oderwanie próbki od podłoża. Interpretacja wyników polega na określeniu zależności między wytrzymałością na zerwanie, a wytrzymałością betonu na ściskanie (funkcją nieliniowa, zazwyczaj funkcja kwadratowa). Metoda nie zalecana dla betonów zawierających frakcje kruszywa większe od 25 mm. 12

13 METODA BREAK-OFF-TEST SIŁOWNIK HYDRAULICZNY WSKAŹNIK CIŚNIENIA POMPA HYDRAULICZNA nieniszcząca ocena wytrzymałości betonu na ściskanie, kontrola wytrzymałości na ściskanie betonu w deskowaniu kontrola przy odbiorze elementów betonowych, sprawdzenie rezerw wytrzymałości w elementach betonowych przed ich dociążeniem, ocena wytrzymałości betonu na ściskanie starych konstrukcji Metody oceny wytrzymałości betonu in-situ: METODA PULL-OFF Istotą metody pull-off jest pomiar wytrzymałości na odrywanie od badanej powierzchni stalowego krążka o określonej średnicy (najczęściej 50mm) a następnie oderwaniu go przy użyciu siłownika hydraulicznego. Uzyskana wartość siły jest miarą wytrzymałości na rozciąganie badanego materiału lub też wytrzymałości na odrywanie danej warstwy od podłoża. 13

14 Metody oceny wytrzymałości betonu in-situ: METODA PULL-OFF Istotne parametry: Głębokość nacięcia = 1-=15 mm Prostopadłość obciążenia Prędkość obciążenia Pobieranie próbek betonu aparat DYNA 14

15 Warunki techniczne pomiaru: minimum jeden pomiar na każde 25 m 2 badanej powierzchni, lecz nie mniej niż 5 pomiarów na jeden badany element, wyrównanie i oczyszczenie powierzchni, przyklejenie stalowego stempla (Ø 50 lub 75mm), nawiercenie rowka wokół przyklejonego stempla, oderwanie stempla od podłoża za pomocą siłownika, pomiar siły wyrywającej walec betonu. Metody oceny wytrzymałości betonu in-situ: METODA PULL-OFF f t =f(p) P siła odrywająca EN , EN 1348 ocena wytrzymałości na rozciąganie warstw przypowierzchniowych konstrukcji betonowej, ocena wytrzymałości na rozciąganie podłoża betonowego przed naprawą i po naprawie, kontrola przyczepności warstw naprawczych do remontowanych powierzchni betonowych, kontrola przyczepności warstw nawierzchniowych. 15

16 Metody oceny wytrzymałości betonu in-situ METODA PENETRACJI ZA POMOCĄ SONDY Wstrzelenie sondy z twardego metalu np. stali w beton i pomiarze długości wystającej części sondy, a następnie oszacowaniu zależności pomiędzy siłą potrzebną do wstrzelenia sondy a długością wystającego stalowego rdzenia przy znanej jego długości całkowitej. Na tej podstawie szacuje się wytrzymałość na ściskanie METODA PENETRACJI ZA POMOCĄ SONDY ASTM C 803 Windsor HP Probe 16

17 METODA PENETRACJI ZA POMOCĄ SONDY Sonda penetruje w głąb dopóki energia kinetyczna zmagazynowana w wyniku wstrzelenia nie zostanie pochłonięta przez strukturę betonu. Siła potrzebna do wstrzelenia sondy zależy od rodzaju (typu) betonu. Sonda zostanie wstrzelona znacznie głębiej w beton o strukturze bardziej miękkiej, a płycej w beton o strukturze twardej. W przypadku konstrukcji żelbetowych stosowanie tej metody jest ograniczone ze względu na obecność otuliny zbrojenia, która z reguły jest słabsza niż pozostała część struktury betonu. Badania betonu w konstrukcjach ODWIERTY RDZENIOWE 17

18 Sposób pobierania próbek wiertnica BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE PN-EN :2011 Badania betonu w konstrukcjach Część 1: Próbki rdzeniowe -- Pobieranie, ocena i badanie wytrzymałości na ściskanie Norma wymaga odpowiedniego przygotowania odwiertów do badań, ze szczególnym uwzględnieniem szlifowania ich powierzchni czołowych lub ich kapslowania, czyli zastosowania warstw wyrównujących wykonanych z cementów wysoko glinowych, mieszanek siarkowych lub nakładek piaskowych. Norma zaleca unikanie wiercenia poprzez zbrojenie, przy czym nie wypowiada się o wpływie na wytrzymałość betonu wyciętych przypadkowo kawałków prętów zbrojeniowych. W zasadzie, jeśli wysokość próbki jest równa średnicy, to wpływ ten jest pomijalny, o ile tylko nie są to pręty zbrojeniowe równoległe do osi próbki. W przypadku, gdy stosunek wymiaru maksymalnego ziarna kruszywa w betonie do średnicy odwiertu jest większy niż 1:3, norma uznaje, że ma on istotny wpływ na mierzoną wartość wytrzymałości na ściskanie. W praktyce oznacza to, że najczęściej wycina się odwierty rdzeniowe o średnicy 100 mm. Wytrzymałość na ściskanie podaje się z zaokrągleniem do najbliższego 0,5 MPa. 18

19 BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE Kontrola zgodności betonu ze specyfikacją za pomocą odwiertów rdzeniowych : 1. Jeżeli istnieje przypuszczenie, że wyniki badania wytrzymałości betonu na ściskanie, prowadzone na próbkach normowych, nie będą reprezentatywne, np. w przypadku mieszanek betonowych o konsystencji C0, lub o konsystencji niższej niż S1, lub w przypadku betonu próżniowanego. 2. Jeżeli badania, przeprowadzone zgodnie z procedurami przewidzianymi w normie PN-EN 206-1, wykazały niezgodność badanego betonu z jego specyfikacją. 19

20 BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE Badania wytrzymałościowe odwiertów rdzeniowych mogą być wykorzystywane do oceny parametrów mechanicznych betonu w sytuacji, gdy: istniejące konstrukcje mają być modernizowane, lub też przeprojektowywane, występują wątpliwości odnośnie wytrzymałości betonu w konstrukcji, spowodowane błędami wykonawczymi, bądź szkodliwym oddziaływaniem czynników zewnętrznych, w tym temperatur pożarowych, wymagana jest kontrola jakości betonu w trakcie procesu wznoszenia danego obiektu, szczegółowe specyfikacje projektowe wymagają przeprowadzenia kontroli zgodności parametrów wytrzymałościowych betonu w konstrukcji. istniejące konstrukcje mają być modernizowane, lub też przeprojektowywane, BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE ANALIZA WYNIKÓW Jeśli dysponujemy, co najmniej 15 wynikami oznaczenia wytrzymałości na ściskanie, za wartość wytrzymałości charakterystycznej przyjmuje się mniejszą z dwóch następujących wartości: f ck,is = f cm(n),is 1,48 s oraz f ck,is = f is,lowest + 4 gdzie: f ck,is - charakterystyczna wytrzymałość betonu na ściskanie in-situ f cm(n),is - średnia wytrzymałość betonu na ściskanie in-situ, wyznaczona dla n wyników f is,lowest - najmniejsza uzyskana wartość wytrzymałości betonu na ściskanie in-situ s - odchylenie standardowe uzyskanych wyników badań; w przypadku gdy wartość s jest mniejsza od 2 MPa, należy przyjąć s = 2 MPa 20

21 BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE ANALIZA WYNIKÓW Jeśli dysponujemy mniejszą liczbą wyników niż 15, za wartość wytrzymałości charakterystycznej przyjmuje się mniejszą z dwóch następujących wartości: f ck,is = f cm(n),is k oraz f ck,is = f is,lowest + 4 gdzie: k - współczynnik uzależniony od liczby posiadanych wyników n, przy czym: dla n = k = 4, dla n = k = 5, dla n = k = 6 BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE ANALIZA WYNIKÓW współczynnik korekcyjny g=0.85 k - stosunek charakterystycznej wytrzymałości betonu na ściskanie in-situ do charakterystycznej wytrzymałości na ściskanie, określanej na próbkach normowych 21

22 BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE PRZYKŁAD Wykonano 8 próbek (h= =100 mm), wyciętych z pobranych z konstrukcji odwiertów rdzeniowych, uzyskano następujące wyniki: - wartości poszczególnych wyników pomiarów (f is ): 43 MPa, 45 MPa, 48 MPa, 40 MPa, 47 MPa, 38 MPa, 42 MPa i 45 MPa - najmniejsza uzyskana wartość wytrzymałości: f is,lowest = 38.0 MPa - średnia wytrzymałość uzyskana dla badanej serii próbek: f cm(8),is = 43.5 MPa BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE według: PN-EN f ck,is,cube = f cm(8),is 5 = = 38.5 MPa oraz f ck,is,cube = f is,lowest + 4 = = 42.0 MPa Co pozwala ostatecznie przyjąć wartość wytrzymałości charakterystycznej badanego betonu na poziomie około 38.5 MPa i oszacować klasę wytrzymałościową badanego betonu jako C30/37, a po uwzględnieniu współczynnika korekcyjnego (g=0.85) jako C35/45. 22

23 BADANIA CHEMICZNE BETONU Badania chemiczne betonu (wg Instrukcji ITB 361/99) Cel: ocena stopnia i głębokości zobojętnienia (skarbonatyzowania) betonu oraz stopnia zaawansowania korozji, zawartość jonów chlorkowych i siarczanowych BADANIA CHEMICZNE BETONU Karbonatyzacja betonowej otuliny Stężenie jonów chlorkowych Stężenie jonów siarczanowych Rapid Chloride Test Aquamerck - Test RAINBOW - Test 23

24 Ocena stopnia i głębokości zobojętnienia (skarbonatyzowania) REINBOW-TEST - ogólny opis metody: spryskanie powierzchni świeżego przełomu betonu roztworem, pod wpływem którego zmienia on barwę, ocena odczynu ph na podstawie porównania uzyskanej barwy z wzorcem. W przypadku Reinbow-Testu przyjmuje się, że przejście palety barw z koloru fioletowego na zielony (ph=9) sygnalizuje spadek ph poniżej wartości uznawanej za graniczną i sygnalizuje potencjalne zagrożenie korozyjne zbrojenia REINBOW-TEST Warunki techniczne pomiaru: badanie wykonać co najmniej w 5 punktach, na powierzchni świeżego przełomu, powierzchnie zawilgocone należy osuszyć, pomiar grubości skarbonatyzowanej warstwy betonu wykonać z dokładnością do 1 mm. 24

25 REINBOW-TEST Wartość odczynu ph : Interpretacja wyników: beton wolny od wpływów karbonatyzacji, 11 wartość graniczna (obniżona zdolność otuliny do ochrony zbrojenia), poniżej 9 zagrożenie korozyjne zbrojenia. Korozja chlorkowa Negatywne działanie chlorków: zagrożenie dla trwałości, obniżenie ph betonu (korozja stali zbrojeniowej), obniżenie mrozoodporności, 25

26 Opis ogólny metody : Istota badania: pobranie z konstrukcji pyłu betonowego, a następnie poddanie go działaniu zestawu odczynników. próbki pobierane na kilku głębokościach - profil rozkładu zawartości chlorków, Aquamerck - Test Widok zestawu pomiarowego Aquamerck - Test 26

27 Warunki techniczne pomiaru: Pobieranie pyłu betonu: zarysowane lub uszkodzone miejsca konstrukcji, miejsca występowania zacieków, bezpośrednie sąsiedztwo dylatacji, zewnętrzne powierzchnie elementów. Próbki pobierać zgodnie z instrukcją obsługi danego urządzenia. Opracowanie wyników O obecności chlorków świadczy wytrącenie się białych lub szarych osadów chlorków srebra. Progowa zawartość jonów Cl - w betonie to 0,4% masy cementu. działanie chlorków + karbonatyzacja betonu (ok. 0.5% masy cementu) (obniżenie odczynu ph betonu) = przyspieszona korozja stali zbrojeniowej 27

28 Stężenie jonów chlorków Metoda Rapid Chloride Permeability wg ASTM C Zestaw pomiarowy Prophet do oceny odporności na wgłębną penetrację chlorków 28