beton erozja itp.pdf

Słowa kluczowe: naprawa betonu, materiały PCC, ochrona betonu

Krzysztof POGAN 1

NAPRAWA I OCHRONA BETONU

W BUDOWNICTWIE ENERGETYCZNYM

Referat dotyczy zagadnień związanych z uszkodzeniami, naprawą i ochroną konstrukcji betonowych.

Zebrane i uporządkowane zostały informacje na temat klasyfikacji uszkodzeń i przyczyn ich powstawania,

przypomniana została klasyfikacja środowisk ze względu na zagrożenia wobec betonu. Kolejna część

referatu dotyczy zagadnień związanych z naprawami konstrukcji betonowych w tym zasadom i metodom

napraw a także rodzajom materiałów naprawczych. Zagadnienia te zostały zilustrowane przykładem

zastosowania zestawu materiałów naprawczych typu PCC w jednym z obiektów budownictwa

energetycznego. W ostatniej części zamieszczone zostały informacje dotyczące zagadnień ochrony betonu

z bogatą ilustracją przykładowych materiałów możliwych do zastosowania w tej dziedzinie napraw.

1. Wprowadzenie

Generalnie można stwierdzić, że beton sam stanowi dla siebie najlepszą ochronę. Wynika stąd,

że tak należy dobierać jego skład, aby zapewnił on wymagany okres trwałości [1].

Konstrukcje żelbetowe pracują w różnorodnych warunkach stąd też w zależności od środowiska

należy wykonać odpowiednie zabezpieczenie dla utrzymania na należytym poziomie własności

użytkowych tworzywa. W środowisku agresywnym chemicznie we wszystkich przypadkach

wymagana jest ochrona materiałowo – strukturalna. W środowisku o średniej agresywności

dodatkowo stosuje się ochronę powierzchniową – ograniczającą dostęp czynników

agresywnych, a w środowisku silnie agresywnym – ochronę odcinającą dostęp do tych

czynników. Ochrona materiałowo – strukturalna oznacza zwiększenie odporności betonu lub

żelbetu przez odpowiedni dobór składu mieszanki betonowej i ukształtowanie właściwej

struktury podczas jego wykonywania. Wynika z tego, że ochrona materiałowo – strukturalna

powinna stanowić przesłankę dla doboru materiałów zarówno do konstrukcji nowo wznoszonej

jak również i do napraw. Ochrona powierzchniowa, jeśli nie została przewidziana projektem i

wykonana podczas budowania, może być naniesiona w dowolnym momencie użytkowania. Z

reguły jest wymagana po naprawie i to w odniesieniu do całego naprawianego obiektu [2].

Wobec obiektu w stanie użytkowania zastosowanie znajdują trzy główne kierunki działań:

 Właściwe zaprojektowanie i wykonanie zapewniające odpowiednią trwałość budowli

nowo wznoszonej

 Ochrona przed korozją i zabiegi konserwacyjne podczas użytkowania

 Naprawa i ochrona po naprawie obiektów, które uległy uszkodzeniu w czasie

użytkowania

1 dr inż., DEITERMANN Polska Sp. z o. o. - Makroregion Południowy, ul. Płk. Dąbka 17, 30-

732 Kraków, tel./faks (12) 653-45-07, e-mail: polyment@deitermann.pl

W niniejszym referacie zaprezentowane zostaną zagadnienia dotyczące powstawania uszkodzeń

konstrukcji z betonu oraz sposoby ich napraw i ochrony.

2. Uszkodzenia konstrukcji betonowych

Według Profesora L. Czarneckiego spękania i ubytki to dwa podstawowe rodzaje uszkodzeń

betonu [2] – por. rys. 1.

rodzaj uszkodzeń

ubytki

spękania

obszar

obniżenie nośności

lokalne

rozległe

obniżenie szczelności

głębokość

obniżenie nośności i szczelności

w strefie zbrojenia

przypowierzchniowe

położenie strefy

strefa rozciągana

strefa zginana

Rys. 1. Podstawowe rodzaje uszkodzeń betonu według [2].

Z kolei przyczyny uszkodzeń konstrukcji z betonu przedstawia poniższy schemat – rys. 2.

uszkodzenia betonu

mechaniczne

chemiczne

fizyczne

uderzenie

reakcja alkaliczna

zamrażanie/odmrażaie

przeciążenie

czynniki agresywne

oddziaływania termiczne

przemieszczenie

czynniki biologiczne

krystalizacja soli

wybuch

skurcz

wibracje

erozja

ścieranie

Rys. 2. Przyczyny uszkodzeń konstrukcji z betonu.

Nie bez znaczenia jest także wpływ oddziaływania środowiska, w którym pracuje dana budowla.

Norma EN 206-1:2000 klasyfikuje środowiska ze względu na zagrożenia wobec betonu:

 Zagrożenie korozyjne nie występuje – X0

 Korozja spowodowana karbonatyzacją – XC1–XC4

 Korozja spowodowana chlorkami, które nie pochodzą z wody morskiej – XD1-XD3

 Korozja spowodowana chlorkami z wody morskiej – XS1-XS3

 Korozja mrozowa – XF1-XF4

 Korozja chemiczna – XA1-XA3

Procesy niszczenia mogą być potęgowane przez dodatkowe okoliczności, a to:

 Nieodpowiednie w danych warunkach rozwiązanie konstrukcyjne bądź materiałowe,

 Nieodpowiednie wymieszanie i zagęszczenie mieszanki betonowej,

 Niewystarczająco szczelna i o zbyt małej grubości otulina zbrojenia,

 Niewłaściwa pielęgnacja betonu w okresie dojrzewania,

 Prądy upływowe,

 Podwyższona temperatura użytkowania, powodująca przyspieszenie przebiegu reakcji

chemicznych.

Przykłady uszkodzeń konstrukcji betonowych pokazane zostały na rys. 3.

Rys. 3. Przykłady uszkodzeń konstrukcji betonowych.

3. Naprawa betonu

Naprawa to złożony sposób postępowania, mający na celu całkowite lub częściowe

przywrócenie obiektowi szeroko rozumianego stanu użytkowania zakłóconego na skutek złego

wykonania (usterki) lub uszkodzenia podczas użytkowania.

Zgodnie z normą ENV 1504-9 wyróżniamy następujące zasady i metody napraw betonu:

 Ochrona przed wnikaniem – ograniczenie lub uniemożliwienie wnikania szkodliwych

substancji (wody, innych cieczy, par, gazów, czynników chemicznych i biologicznych).

Do dyspozycji mamy tu kilka sposobów – impregnacja, powłoki ochronne, lokalne

scalanie rys, wypełnienie rys, przekształcanie rys w złącza, zewnętrzne osłony,

wykładziny.

 Ograniczanie zawilgocenia – utrzymanie zawilgocenia betonu na dopuszczalnym

poziomie dzięki zastosowaniu hydrofobizacji, powłok ochronnych, osłon i okładzin

bądź przez ochronę elektrochemiczną.

 Odbudowanie elementu – przywrócenie elementowi betonowemu założonego kształtu i

funkcji; częściowa wymiana betonu. Można to uzyskać przez ręczne nakładanie

zaprawy naprawczej, nałożenie warstwy betonu, natryskiwanie betonu lub zaprawy

naprawczej lub przez wymianę elementu.

 Wzmacnianie konstrukcji – przywrócenie lub zwiększenie nośności elementu

konstrukcji. Do wykorzystania jest tutaj kilka metod: uzupełnienie lub wymiana prętów

zbrojeniowych lub zewnętrzne zbrojenie, zabetonowania prętów w uprzednio

przygotowanych otworach w betonie, doklejenie płyt, nadkład zaprawy lub betonu,

iniekcja rys, pustek i przerw, wypełnienie rys, pustek, przerw, sprężenie.

 Odporność fizyczna – zwiększenie odporności na oddziaływania mechaniczne lub inne

fizyczne stosując powłoki lub wykładziny ochronne lub impregnację.

 Odporność chemiczna – zwiększenie odporności powierzchni betonu na destrukcję

czynnikami chemicznymi stosując powłoki lub wykładziny ochronne lub impregnację.

Rodzaje materiałów naprawczych przedstawiono na rys. 4.

zestawy materiałowe

iniekcje rys

ochrona zbrojenia

uzupełnienie ubytków

powłoki ochronne

zaprawy naprawcze

impregnacja

beton natryskowy

uszczelnienie, powłoka malarska

powłoka grubowarstwowa

Rys. 4. Rodzaje materiałów naprawczych.

Szczegółowe kategorie wyrobów i systemów naprawczych podaje norma EN 1504-1:1998:

 Do ochrony powierzchniowej, poprawiające trwałość konstrukcji,

 Do napraw niekonstrukcyjnych, przywracające geometrię powierzchni lub estetyczny

wygląd konstrukcji,

 Zapewniające przyczepność, w celu uzyskania trwałej przyczepności między betonem

a stosowanym materiałem,

 Do iniekcji, przywracające po wprowadzeniu do konstrukcji jej integralność i/lub

trwałość,

 Do kotwienia, zapewniające odpowiednią współpracę zakotwionego zbrojenia z

betonem,

 Do ochrony zbrojenia i/lub innych elementów stalowych, stosowane do zabezpieczania

zbrojenia, poprawiające trwałość naprawy.

Najpopularniejsze zestawy materiałów przeznaczone do napraw ręcznych konstrukcji

betonowych składają się z mineralnej warstwy mostkującej (np. CERINOL ZH, POLYMENT

ZH), preparatu do powierzchniowej ochrony zbrojenia przed korozją (np. CERINOL MK,

POLYMENT MK 1) lub materiału łączącego te dwie funkcje (np. POLYMENT HK 1) oraz z

zaprawy reprofilującej typu PCC (np. CERINOL RM, POLYMENT RE) i jako wykończenia

szpachlówki do wygładzania powierzchni (np. CERINOL OF, POLYMENT FS). Przykład

zastosowania przedstawionego zestawu naprawczego ilustruje rys. 5 – konstrukcja wsporcza

pod estakadę olejową na terenie Elektrociepłowni ŁĘG w Krakowie.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: