DIAGNOSTICKÉ METODY ŽELEZOBETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Vysoké učení technické v Brně Fakulta stavební Ústav technologie stavebních hmot a dílců DIAGNOSTICKÉ METODY ŽELEZOBETONOVÝCH KONSTRUKCÍ LETNÍ ŠKOLA „MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ“ SUPMAT - Podpora vzdělávání pracovníků center pokročilých stavebních materiálů (CZ.1.07/2.3.00/20.0111)

OBECNÝ POSTUP PRO ZJIŠTĚNÍ PORUCH KONSTRUKCE A PROVEDENÍ JEJÍ OCHRANY A OPRAVY Diagnostika konstrukce, materiálu Návrh sanace Realizace sanace Kontrola kvality sanace

ÚČEL DIAGNOSTIKY fyzikálně – mechanické vlastnosti (nejčastěji pevnost v tlaku, pevnost v tahu povrchových vrstev betonu atd.) fyzikálně – chemické parametry (nejčastěji stupeň karbonatace, míra kontaminace atd.) určení majoritních degradačních vlivů podklad pro návrh sanace – volba vhodných technologií a materiálů

STAVEBNĚ TECHNICKÝ PRŮZKUM = soubor diagnostických metod a zkoušek provedených na dané konstrukci = STP zajištění, resp. doplnění dokumentace konstrukce určení způsobu ochrany a opravy konstrukce statický přepočet objektu a jeho reálné zatížitelnosti. (železniční i silniční mosty, železobetonové skelety objektů, chladící věže, základové patky objektů, retenční nádrže, silážní jámy, železobetonová sila, nádrže čističek odpadních vod, atd.)

STAVEBNĚ TECHNICKÝ PRŮZKUM předběžný stavebně technický průzkum - orientační vlastnosti, orientačního zjištění rozsahu narušení konstrukce, kontrola stavu konstrukce , předběžného návrhu a odhadu ceny sanace podrobný stavebně technický průzkum - podrobné vlastnosti konstrukce, pro zpracování projektu rekonstrukce, rozsah sanačních prací a jejich kalkulace a volbu optimálních technologických postupů, před sanací konstrukce doplňkový stavebně technický průzkum - doplnění a upřesnění vlastností, detailnější doplnění některé z vlastností, důvodem mohou být nevyhovující nebo velmi rozdílné hodnoty posuzovaných parametrů

CÍLE STAVEBNĚ TECHNICKÉHO PRŮZKUMU zjištění skutečného stavu konstrukce (zjištění vad a poruch včetně určení příčin jejich vzniku, možnosti jejich dalšího rozvoje a vlivu na životnost) zjištění a ověření základních materiálových charakteristik konstrukce pořízení dokumentace stávajícícho stavu konstrukce ověření souladu chování konstrukce s výsledky statického a dynamického výpočtu, dlouhodobé sledování objektu (např. změna jeho napjatosti a deformací, ověření souladu chování konstrukce s výsledky statických a dynamických výpočtů atd.)

METODY STAVEBNĚ TECHNICKÉHO PRŮZKUMU vizuální metody (většinou je doplněno metodami tzv. akustického trasování) metody, které jsou zaměřeny na stanovení fyzikálně-mechanických vlastností betonu a oceli metody, které jsou zaměřené na stanovení stupně korozního narušení betonu a oceli metody zaměřené na určení polohy výztuže metody pro posouzení stavu povrchových úprav zatěžovací zkoušky

ZPŘÍSTUPNĚNÍ KONSTRUKCE

ZPŘÍSTUPNĚNÍ KONSTRUKCE

ZPŘÍSTUPNĚNÍ KONSTRUKCE

DIAGNOSTIKA VLASTNOSTÍ ŽELEZOBETONU ZKOUŠKY PŘI DIAGNOSTICE NA MÍSTĚ SAMÉM (IN SITU) FYZIKÁLNĚ - MECHANICKÉ V LABORATOŘI FYZIKÁLNĚ - CHEMICKÉ

→ fyzikálně - chemické metody - tzv. “FF - test” NA MÍSTĚ SAMÉM – IN SITU → fyzikálně mechanické vlastnosti vizuální prohlídka + akustické trasování pořízení dokumentace stávajícícho stavu konstrukce nedestruktivní metody zkoušení pevnosti betonu pevnost v tahu povrchových vrstev betonu zjištění polohy a krytí výztuže → fyzikálně - chemické metody - tzv. “FF - test”

→ nepostradatelná diagnostická metoda VIZUÁLNÍ PROHLÍDKA → nepostradatelná diagnostická metoda kontrola geometrického tvaru konstrukčních prvků zjištění a lokalizaci statických, korozních poruch a dalších imperfekcí → jednoduchý grafický náčrt, slovní zápis, fotodokumentace typických poruch konstrukce vyhledávání poruch v betonu (štěrková hnízda, nesoudržné betonové části atd.) kvantitativní stanovení narušení povrchových vrstev stanovení celkové délky trhlin stanovení délky obnažené korodující výztuže.

STANOVENÍ ŠÍŘKY TRHLIN

AKUSTICKÉ TRASOVÁNÍ → zjišťování lokalit s narušenou povrchovou vrstvou betonu

→ vyjadřuje se procentem k celkové vyšetřované ploše Obvyklé členění hloubky porušení na: monolit prefabrikát malá: 0 až 10 mm 0 až 5 mm střední: > 10 až 25 mm > 5 až 15 mm velká: > 25 až 40 mm > 15 až 30 mm extrémní: > 40 mm > 30 mm

ROZMÍSTĚNÍ A MÍRA KOROZE VÝZTUŽE vizuálně - v sekaných sondách magnetický indikátor výztuže – PROFOMETER zjišťuje se množství, průměr, poloha a krytí výztuže Obvyklé členění míry koroze na: povrchová - bez výrazného úbytku profilu hloubková - odlupování korozních zplodin extrémní - úbytek profilu o 50% a více

PEVNOST V TAHU POVRCHOVÝCH VRSTEV BETONU oříznutí dle terče nebo kameniva délka zkoušky 20 sekund síla → hodnota v MPa

NEDESTRUKTIVNÍ METODY ZKOUŠENÍ PEVNOSTI BETONU tvrdoměrné - pevnost betonu se určuje z tvrdosti cementové malty, spojující jednotliví zrna kameniva místního porušení - destruktivní charakter místního porušení - zanedbatelný rozsah dynamické - sledování šíření mechanického vlnění - odvození materiálových charakteristik (ultrazvuková impulsová metoda, rezonanční metoda) radiační – spíše ověření polohy a krytí výztuže elektrické a elektromagnetické - spíše ověření polohy a krytí výztuže

TVRDOMĚRNÉ METODY SCHMIDTŮV TVRDOMĚR odrazové (Schmidtův tvrdoměr) vtiskové (Waitzmannův tvrdoměr, kuličkový tvrdoměr) špičákové (špičák dle Ing. Maška, špičák dle prof. Cigánka) brusné a vrtací (použitelné spíše na zdivo) SCHMIDTŮV TVRDOMĚR zkušební místo přibližně 100 × 100 mm nesmí být nad probíhající ocelovou výztuží (dostatečná krycí vrstva) nesmí se vyskytovat štěrková hnízda, nesoudržný nebo porézní beton, trhliny ani žádné jiné poruchy nesmí být mokrá ani vlhká brusný kotouč - jasně patrná struktura betonu

Tvrdoměr se přiloží na zkušební plochu tak, aby se razník opřel kolmo na zkoušený povrch betonu, a plynule se zvyšuje tlak na razník, dokud ocelový beran nevyvodí ráz. Hodnota odrazu se zaznamená současně se směrem zkoušení (vodorovně, svisle). Na každé zkušební ploše se provede minimálně 5 platných měření, doporučený počet měření na jedno zkušební místo je minimálně 7.

FF – TEST zjišťuje se roztokem fenolftaleinu (změna při pH 9,6) orientační stanovení hloubky karbonatace udává se v milimetrech zkouška se provádí na prachu při vrtání nebo na vyřezaných vzorcích

ZKOUŠKY PROVÁDĚNÉ V LABORATOŘI Fyzikálně - mechanické zkoušky: pevnost v tlaku betonu objemová hmotnost pevnost v tahu betonu mrazuvzdornost odolnost vůči CHRL odolnost proti průsaku vody povrchová nasákavost modul pružnosti

Fyzikálně - chemické zkoušky: chemická analýza rentgenová difrakční analýza (RTG) diferenční termická analýza (DTA) stanovení pH betonu ve výluhu snímkování mikrostruktury rastrovacím elektronovým mikroskopem (REM) infračervená absorpční spektrografie nutnost odebrání nějakého vzorku → JÁDROVÝ VÝVRT

ODBĚR JÁDROVÝCH VÝVRTŮ

PEVNOST BETONU V TLAKU

PEVNOST V TAHU BETONU

ODBORNÁ ZNALOST → ROZSÁHLÉ ZKUŠENOSTI ZÁVĚR množství metod pro vyšetření stavu a zjištění vlastností železobetonových konstrukcí volba metod - typ a tvar konstrukce, přístupnost konstrukce, druhu vyšetřovaného materiálu, očekávané výsledky diagnostiky, finanční náročnost) Většina základních diagnostických metod je poměrně jednoduše proveditelná, především prováděné „in situ“. vhodná volba jednotlivých metod - získání potřebných údajů správné vyhodnocení souhrnná interpretace výsledků diagnostiky ODBORNÁ ZNALOST → ROZSÁHLÉ ZKUŠENOSTI

DĚKUJI ZA POZORNOST PROSTOR NA OTÁZKY