BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně v rámci bakalářských a magisterských studijních programů CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Přednáška č. 8: Zkoušení cihelného zdiva Ing. Petr Cikrle, Ph.D. 2008

PROGRAM PŘEDNÁŠKY: A. HISTORIE ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍ Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí PROGRAM PŘEDNÁŠKY: A. HISTORIE ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍ B. VLASTNOSTI A ZKOUŠKY ZDIVA C. ZKOUŠENÍ MALTY VE SPÁRÁCH ZDIVA D. ZKOUŠKY ZDICÍCH PRVKŮ E. CHARAKTERISTICKÁ A NÁVRHOVÁ PEVNOST ZDIVA F. ZÁVĚR Přílohy: Příklady diagnostiky zdiva

A. HISTORIE ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍ Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí A. HISTORIE ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍ Cihly – nejstarší umělé stavivo, 10000-8000 BC; Formy na výrobu – Mezopotámie 5000 BC; Vypalování cihel – 3500 BC, později glazování Klasické období – Vitruvius popisuje v Deseti knihách o architektuře Středověk – spíše mimo Evropu (Barma) 1800 – industrializace, sjednocení rozměrů 1900 – duté cihly, tvarovky, nejvíce cihel

B. VLASTNOSTI A ZKOUŠKY ZDIVA Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí B. VLASTNOSTI A ZKOUŠKY ZDIVA Stěny – nosné (min. 300 mm) – nenosné (příčky) Sloupy – samostatně stojící v prostoru, l>4 Pilíře – součást stěn (např. meziokenní), l<4 Opěrné zdi Základy Ostatní části stavebních objektů.

Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí VAZBA ZDIVA Vazba zdiva je způsob vzájemné polohy zdicích prvků, kdy ve dvou sousedních vodorovných vrstvách neprobíhají styčné spáry průběžně. Zásady správné vazby: všechny styčné spáry v každé vrstvě musí být cihlou v horní vrstvě překryty o ¼ až ½ délky cihly, ložné spáry musí být vždy kolmé k tlaku (vodorovné) ve zdivu se má použít co nejvíce celých cihel; při ukončení stěny, připojení, křížení apod. se používají i části cihel - tříčtvrtky nebo půlky, výjimečně čtvrtky.

Vazby zdiva 1) běhounová 2) vazáková 3) polokřížová 4) křížová Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Vazby zdiva 1) běhounová 2) vazáková 3) polokřížová 4) křížová

B. ZKOUŠKY CIHELNÉHO ZDIVA Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí B. ZKOUŠKY CIHELNÉHO ZDIVA Zkoušky zdiva na stávající konstrukci (např. lokální napjatost plochými lisy) Zkoušky malých vzorků stěn (pilířky) Zkoušky malt Zkoušky zdicích prvků (NDT, DT) Zkoušky částí zdicích prvků (z vývrtů) Průzkum vlastností snižujících únosnost zdiva – vazba, vlhkost, poruchy (trhliny), dřívější zásahy, degradace, apod.

Zatěžovací zkoušky zdiva Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Zatěžovací zkoušky zdiva V laboratoři: Únosnost bloků zdiva In situ: Ploché lisy

Dvojice plochých lisů BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Dvojice plochých lisů

Druhy plochých lisů podle typu zdiva Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Druhy plochých lisů podle typu zdiva

Stanovení napjatosti plochým lisem Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Stanovení napjatosti plochým lisem Lepení terčů pro měření deformace Vložení lisu do vyřezané spáry (měření deformací) Pumpování oleje a měření tlaku oleje při vyrovnání deformací do původního stavu

C. ZKOUŠENÍ MALTY VE SPÁRÁCH ZDIVA Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí C. ZKOUŠENÍ MALTY VE SPÁRÁCH ZDIVA Vrtná metoda (tzv. Kučerova vrtačka) Přímý odhad Podle obsahu pojiva (chemický rozbor) Destruktivní zkoušky těles z odebraných vzorků ložných spár Nedestruktivní zkoušky tvrdoměrné

Metody zkoušení malty – Schmidt PM Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Metody zkoušení malty – Schmidt PM

Metody zkoušení malty - Indentor Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Metody zkoušení malty - Indentor 1kg palice z 10 cm Počet úderů nutných k zaražení o 5 mm

Upravené vrtačky – TZÚS a PZZ 01 Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Upravené vrtačky – TZÚS a PZZ 01

Pevnost malty vrtnou metodou - zásady Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Pevnost malty vrtnou metodou - zásady Úprava spáry před zkouškou

Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Úprava spáry před zkouškou – odstranění omítky a zvětralé malty do hloubky 20 mm

PROVEDENÍ ZKOUŠEK VRTAČKAMI Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí PROVEDENÍ ZKOUŠEK VRTAČKAMI Ruční vrtačka TZÚS (Kučerova) Průměr vrtáku 8 mm Mechanický příklep, ryska na opěře s pružinou Počet otáček (25) Elektrická vrtačka - PZZ 01 Průměr vrtáku 6 mm Mechanická aretace přítlaku Počet otáček nastaven – automatické vypnutí Shodné provedení a vyhodnocení: 3 vrty ve spáře, hloubka d, meze ±30% od průměru Pokud se 1 vrt liší, provede se další vrt, pokud ani ten nevyhovuje, zkušební místo se vyřadí

Kalibrační vztahy – porovnání Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Kalibrační vztahy – porovnání

D. ZKOUŠKY ZDICÍCH PRVKŮ Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí D. ZKOUŠKY ZDICÍCH PRVKŮ Nedestruktivní zkoušky v konstrukci (Schmidt LB, Waitzmann) Zkoušky celých zdicích prvků (odběr celých prvků z konstrukce) Zkoušky reprezentativních částí zdicích prvků (jádrové vývrty)

Názvy cihel na konci 19. stol. Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Názvy cihel na konci 19. stol. Název Pevnost v tlaku [MPa] Zvonivky, klinkrovky, kabřince 30 a více Lepší zdící cihly 26 Obyčejné zdící cihly 20 Podélně duté cihly 17 Obyčejné plné cihly 10 Příčně dírkované cihly 8

NEDESTRUKTIVNĚ – SCHMIDT LB Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí NEDESTRUKTIVNĚ – SCHMIDT LB Vychází z tvrdoměru Schmidt L na beton Odlišný tvar razníku - zakulacený

Kalibrační vztah pro pevnost cihel – Schmidt LB Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Kalibrační vztah pro pevnost cihel – Schmidt LB

JÁDROVÉ VÝVRTY Optimální vývrt o Ø 75 mm, do vazáku Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí JÁDROVÉ VÝVRTY Optimální vývrt o Ø 75 mm, do vazáku Lze vyřezat hranol 50×50×300 mm Pevnost v tahu ohybem, 3 - 5 krychlí 50×50 mm

Normalizovaná pevnost v tlaku zdicích prvků fb Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Normalizovaná pevnost v tlaku zdicích prvků fb Při návrhu a výpočtech se používá tzv. normalizovaná pevnost v tlaku zdících prvků fb Z výsledků zkoušek pevnosti v tlaku zdicích prvků (NDT nebo DT) zjistíme průměr (upravený statisticky). Normalizovanou pevnost získáme přenásobením průměrné pevnosti zdicích prvků součinitelem štíhlosti a rozměrů d

Nejmenší vodorovný rozměr zdícího prvku (mm) Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Součinitel vlivu výšky a šířky zdicích prvků d Výška zdícího prvku (mm) Nejmenší vodorovný rozměr zdícího prvku (mm) 50 100 150 200 250 nebo větší 65 0,85 0,95 1,15 1,30 1,45 1,55 0,75 1,00 1,20 1,35 0,70 0,90 1,10 1,25 - 0,65 Poznámka: Lineární interpolace je povolena.

E. CHARAKTERISTICKÁ A NÁVRHOVÁ PEVNOST ZDIVA Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí E. CHARAKTERISTICKÁ A NÁVRHOVÁ PEVNOST ZDIVA Charakteristická pevnost zdiva v tlaku fk v N/mm2 se určí ze vztahu K je konstanta závislá na druhu zdiva a skupině zdicích prvků, (viz ČSN EN 1996-1-1, EOROCODE 6); cihly bez dutin: K=0,55; fb je normalizovaná průměrná pevnost v tlaku zdicích prvků,  N/mm2; fm je průměrná pevnost malty v tlaku v N/mm2; a je exponent závislý na tloušťce ložných spár a druhu malty, a = 0,7 pro nevyztužené zdivo s obyčejnou nebo lehkou maltou, b je exponent závislý na druhu malty, b = 0,3 pro obyčejnou maltu.

Návrhová pevnost zdiva v tlaku fd v N/mm2 se určí ze vztahu Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Návrhová pevnost zdiva v tlaku fd v N/mm2 se určí ze vztahu gm1 je základní hodnota dílčího součinitele spolehlivosti, která se pro zdivo z plných cihel uložených na obyčejnou maltu rovná 2,0; gm2 je součinitel vlivu pravidelnosti vazby a vyplnění spár maltou: 0,85 ≤ gm2 ≤ 1,2; dolní mez platí pro dokonalou vazbu a bezvadně vyplněné spáry; gm3 je součinitel vlivu vyšší vlhkosti, pro vlhkost zdiva v intervalu od 4% do 20% se určí interpolací mezi hodnotami 1,0≤ gm3 ≤1,25; gm4 je součinitel zahrnující vliv svislých a šikmých trhlin ve zdivu v intervalu 1,0 ≤ gm4 ≤ 1,4, přičemž dolní mez intervalu platí pro neporušené zdivo bez trhlin;

Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí PŘÍLOHY 1) Příklad průzkumu zděné konstrukce – bytový dům na Lidické ulici v Brně 2) Havárie zděné konstrukce v průběhu probíhající rekonstrukce, Brno , 1997 Přílohy jsou uvedeny v samostatné prezentaci

Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí E. ZÁVĚR Charakteristickou pevnost zdiva v tlaku určujeme zpravidla výpočtem z pevnosti v tlaku malty a pevnosti zdicích prvků. Při průzkumech zdiva je nezbytně nutné zjistit další vlastnosti zdiva jako celku – vazbu, vyplnění spár, vlhkost, trhliny, nekvalifikované zásahy apod. Pozor na rozdíly povrchu a vnitřku zdí !

DĚKUJI ZA POZORNOST ! BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí Modernizace výuky na Fakultě stavební VUT v Brně CZ.04.1.03/3.2.15.2/0292 ÚSTAV STAVEBNÍHO ZKUŠEBNICTVÍ BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí DĚKUJI ZA POZORNOST !