Trwałość żelbetowej konstrukcji – wykorzystanie elektrochemicznej metody polaryzacyjnej
Title
Forecasting of reinforced concrete elements durability using the electrochemical polarization method
Streszczenie
Podstawowa okresowa diagnostyka obiektów wielkopowierzchniowych ze względu na ich znaczne wymiary i dużą liczbę elementów do sprawdzenia jest najczęściej wykonywana metodami organoleptycznymi. Jednak w przypadku żelbetowych ustrojów konstrukcyjnych upośledza to zwykle skuteczność wykrywania zagrożeń korozyjnych zbrojenia osłoniętego warstwą otuliny betonowej. Tymczasem stan zbrojenia jest głównym czynnikiem determinującym trwałość konstrukcji. Z tego względu coraz częściej stosowane są metody elektrochemiczne, które pozwalają w sposób nieniszczący, a jednocześnie miarodajny ocenić stopień zagrożenia korozyjnego zbrojenia w betonie. Jedną z nich jest metoda impulsu galwanostatycznego, która pozwala wykonywać dość sprawnie badania masowe i umożliwia z dużym prawdopodobieństwem wyselekcjonowanie obszarów występowania korozji stali w betonie. Metoda ta jest szczególnie przydatna do stosowania w obiektach o znacznych wymiarach, np. typu halowego. W artykule przedstawiono metodykę prowadzenia pomiarów, sposób analizy wyników oraz praktyczne możliwości zastosowania metody galwanostatycznej do oceny stanu konstrukcji żelbetowych. Badania wykonywane tą metodą przedstawiono na przykładzie zestawu GP-5000 GalvaPulse™.
Summary
The basic periodic diagnostics of large area structures, due to their considerable dimensions and a large number of elements to be checked, is most often performed with organoleptic methods. However, in the case of reinforced concrete frame structures, it usually impairs the efficiency of detecting the corrosion hazards of reinforcement under the concrete cover. Nevertheless, the state of reinforcement is the main factor determining the durability of the structure. For this reason, non-destructive electrochemical methods are used to predict the reinforcement corrosion risk in concrete.
One of them is the galvanostatic pulse method, which enables carrying out measurements in a wide range quite efficiently and selecting the areas where the corrosion of reinforcement is highly probable. This method is particularly suitable for use in large-area buildings, such as hall buildings. The paper presents the methodology of measurements as well as the analysis of the results and the practical application of the galvanostatic pulse method for assessing the reinforced concrete structures condition. The GP-5000 GalvaPulseTM kit is described as an example of a device that can be used for testing with this method.
Słowa kluczowe
budynki halowe, trwałość konstrukcji żelbetowych, diagnostyka, zagrożenie korozyjne zbrojenia, nieniszcząca metoda impulsu galwanostatycznego
Keywords
hall buildings, reinforced concrete structures durability, diagnostics, reinforcement corrosion risk, non-destructive galvanostatic pulse method
Projektowanie budynków o szkieletowej konstrukcji nośnej bardzo często wynika z konieczności uzyskania określonej przestrzeni wewnętrznej. Z tego względu idea konstrukcyjna nie jest nowa, a jedynie wykorzystuje współczesne możliwości techniczne w tym zakresie. Budynki tego typu są nazywane halowymi, a spektrum ich zastosowań jest bardzo szerokie – od hal wystawowych i koncertowych, poprzez centra handlowo-rozrywkowe, aż po obiekty przemysłowe: magazynowe i produkcyjne.
Przeznaczenie i sposób użytkowania budynku są istotne, ponieważ mają wpływ na rozwiązania konstrukcyjno-materiałowe. W szkieletach tego typu od lat stosuje się beton i stal, a zmienia się jedynie sposób kształtowania i montażu konstrukcji ze względu na nowoczesne akcesoria i łączniki. Projektowanie tego typu konstrukcji [1] uwzględnia wymagania dotyczące użytkowalności, nośności i stateczności w ustalonym okresie eksploatacji bez istotnego zmniejszenia przydatności lub ponoszenia nadmiernych i nieprzewidzianych kosztów utrzymania, co jest określane jako trwałość konstrukcji.
Wymagania trwałości konstrukcji
z betonu zbrojonego
Trwałość konstrukcji wg [2] stanowi jedno z trzech (obok nośności i użytkowalności) podstawowych założeń w procesie jej projektowania i wpływa na przyjęte rozwiązania konstrukcyjne oraz materiałowe. Zgodnie z [1] trwałość jest zachowana, jeżeli w założonym czasie (w większości obiektów o konstrukcji żelbetowej jest to 50 lat) konstrukcja spełnia wymagania w zakresie użytkowalności, nośności i stateczności. Całkowite koszty związane z zapewnieniem trwałości wynikają tak z nakładów początkowych, jak i z nakładów na utrzymanie obiektu (w tym na naprawy bieżące) [3-5].
W konstrukcjach żelbetowych zapewnienie trwałości na etapie projektowania wiąże się z odpowiednio dobraną otuliną betonową i ograniczeniem szerokości rys stosownie do założonej klasy konstrukcji i klasy ekspozycji [1]. Jednak w rzeczywistości czas trwałości wzniesionej konstrukcji jest obarczony istotnym poziomem niepewności związanej z jednej strony z ewentualnymi wadami projektowymi, wykonawczymi i materiałowymi, a z drugiej – z rzeczywistymi oddziaływaniami środowiska, poziomem wytężenia elementów konstrukcji, ze zdarzeniami ekstremalnymi oraz z poziomem dbałości o utrzymanie konstrukcji w okresie eksploatacji.
W konstrukcjach szkieletowych szczególnego znaczenia nabiera fakt, że powierzchnia elementów narażonych na wpływ agresywnych czynników zewnętrznych jest relatywnie duża w stosunku do ich przekroju nośnego. Biorąc pod uwagę powyższe czynniki, należy stwierdzić, że okresowe przeglądy w czasie eksploatacji obiektu, służące ocenie trwałości konstrukcji zapewnionej na etapie projektowania, są bardzo ważne, a ich częstotliwość jest regulowana prawnie [2].
Głównymi powodami obniżenia trwałości konstrukcji żelbetowych w miarę upływu czasu są niewystarczająca odporność korozyjna i/lub nieuwzględnione czynniki korozjogenne. W konstrukcjach żelbetowych, w których pręty zbrojeniowe są osłonięte kilkucentymetrową warstwą otuliny betonowej, korozja może rozwijać się latami i być niezauważalna na powierzchni elementów [6, 7]. W związku z tym do diagnostyki konstrukcji żelbetowych warto wykorzystywać metody nieniszczące lub seminieniszczące pozwalające w miarę szybko i łatwo wykryć oraz diagnozować procesy korozyjne pod warstwą otuliny [8-10].
Do takich metod należą m.in. elektrochemiczne metody polaryzacyjne [8, 11, 12]. Należy jednak pamiętać, że uzupełnieniem takich badań, o ile po ich analizie uważa się za celowe prowadzenie dalszej diagnostyki, są badania materiałowe betonu i stali.
Mogą zainteresować Cię również
Przemysł 4.0: era automatyzacji i robotyzacji produkcji – Konferencja Techniczna w Bydgoszczy
11 kwietnia w City Hotel Bydgoszcz odbędzie się Konferencja Techniczna „Automatyzacja i robotyzacja produkcji – kierunek Przemysł 4.0” organizowana przez Axon Media. Spotkanie skierowane jest do praktyków, którzy poszukują innowacyjnych rozwiązań w zakresie automatyzacji oraz ...
Automatyka zabezpieczająca w instalacjach energetycznych
Z artykułu dowiesz się: jak prawo charakteryzuje konieczne elementy bezpieczeństwa instalacji energetycznej,kto ponosi odpowiedzialność za bezpieczeństwo takiej instalacji,z czym wiąże się scalenie urządzeń ciśnieniowych na ...
Jak właściwie dobrać nitonakrętki?
Czym są nitonakrętki? Gdzie znajdują swoje zastosowanie? Są one niezbędnym elementem konstrukcyjnym, który wykorzystywany jest przede wszystkim w montażu oraz łączeniu elementów. Nitonakrętka to metalowy element konstrukcyjny wykorzy...
Zaskakujący porządek uciskanych stopów
W stopach niklowo-kobaltowo-chromowych atomy niklu układać się mogą pod wpływem nacisku w regularne wzory - pokazały symulacje międzynarodowego zespołu. Do tej pory sądzono, że takie uporządkowania mogą tworzyć się jedynie pod wpływem obróbki termicznej.
ZBUD polski producent urządzeń transportu bliskiego i pozycjonerów spawalniczych
ZBUD to firma, która rozwija się i rośnie w siłę już prawie 40 lat. Obecna w Polsce i za granicą zdobyła renomę, produkując urządzenia dźwignicowe. Ceniona za niezawodną jakość oraz komfort współpracy, celnie odpowiada na potrzeby współczesnego rynku. Produkowane przez firmę...
Dni Otwarte w DIG Świtała! Temat główny: prasy krawędziowe
W firmie DIG Świtała w dniach 4-8 marca 2024 odbyły się kolejne dni otwarte – tym razem tematem wiodącym spotkania były prasy krawędziowe. Co działo się na spotkaniu i czego mogli spodziewać się goście? Odwiedzający mieli mo...
Wybrane maszyny i urządzenia stosowane w procesach gięcia
W niniejszym artykule dokonano przeglądu maszyn i urządzeń wykorzystywanych w procesach gięcia rur, profili, drutu oraz sprężyn. Przedstawiono charakterystykę giętarek wybranych producentów dostępnych na rynku polskim. Urządzenia podzielono na: giętarki trzpieniowe, giętarki b...
Metody łamania wiórów w obróbce skrawaniem – cz. II
Z artykułu dowiesz się: jakie są sposoby łamania wiórów;od czego zależy wybór metody łamania;jakie są wady i zalety poszczególnych metod. Dobór odpowiedniej metody łamania...
1/4 firm w kraju nie wie, że są objęte dyrektywą
– Szacuje się, że około 60 proc. organizacji może nie być jeszcze przygotowanych na spełnienie wymogów unijnej dyrektywy NIS2 – mówi Paweł Śmigielski, country manager Stormshield. Mowa o dyrektywie w sprawie środków na rzecz wysokiego wspólnego poziomu cyberbezpieczeństwa na...
Elementy hali stalowej – charakterystyka
Hale stalowe są jednymi z najbardziej popularnych obiektów budownictwa przemysłowego. Z tego też powodu elementy konstrukcyjne hali stalowej są bardzo dobrze poznane i opisane w wielu źródłach literaturowych, co pozwala na optymalne wykorzystanie ich nośności.
Właściwości warstwy wierzchniej wybranych stopów metali po cięciu laserem
Z artykułu dowiesz się: jakie są wady i zalety technologii cięcia laserowego;od czego zależą właściwości materiału po cięciu;jakie badania przeprowadzono. Proces wytwarzan...
Analiza procesu spawania plazmowego – cz. I
Z artykułu dowiesz się: jaki jest wpływ parametrów spawania na jakość złączy;gdzie stosuje się technologię spawania plazmowego PTA;jak zachodzące w łuku plazmowym zjawiska wpływają na proces cięcia.
Rola węgla kamiennego w zrównoważonej transformacji energetycznej
W idealnym świecie wszyscy mieszkańcy Ziemi zdecydowaliby, że rezygnują z technologii emitujących CO2 do atmosfery i od teraz żyją ekologicznie. Idealny świat jednak nie istnieje. Funkcjonowanie tego, który znamy nadal w dużej mierze uzależnione jest od energii wytwarzanej z...
Logo na elewacji – zmora Kierownika Budowy i GW
W branży budowlanej, zwłaszcza w przypadku budynków przemysłowych, takich jak hale i obiekty wielkopowierzchniowe oznakowania są tak samo istotne jak pozostałe elementy wyposażenia. Jednak, gdy nadchodzi moment umieszczenia logo na ...
Bezpieczeństwo pracy z laserami czyszczącymi
Na czym polega technologia czyszczenia laserowego i jakie są jej zalety? Co wyróżnia lasery czyszczące spośród innych technologii? Uniwersalność procesu czyszczenia laserowego sprawia, że może być z powodzeniem stosowan...
W magazynach widać stabilizację popytu i podaży oraz czynszów
Na rynku przemysłowym i logistycznym widać coraz większą równowagę pomiędzy zapotrzebowaniem na powierzchnię, a nowymi inwestycjami. Obecnie w budowie jest 2,8 mln mkw. nowej przestrzeni, z czego połowa powstaje spekulacyjnie – wynika z raportu „Market Outlook 2024” CBRE. Najw...
Kalendarium wydarzeń
Relacje
„Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szanse dla szarej i zielonej stali”
23 listopada w Centrum Informacji Naukowej i Bibliotece Akademickiej w Katowicach odbyła się konferencja „Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szans...
Sprawdź więcejEMO 2023 – Mazak Go Green
Podczas targów EMO 2023, które odbyły się 18-23 września br. w Hanowerze, firma Yamazaki Mazak zaprezentowała swoją wizję zaawansowanych rozwiązań technologi...
Sprawdź więcejEnergetab 2023
Za nami trzy intensywne dni 36. międzynarodowych targów energetycznych ENERGETAB. Były one niezwykle pracowite dla 433 wystawców, którzy starali się zaprezen...
Sprawdź więcejI Mazowieckie Sympozjum Obróbki Skrawaniem
W dniu 22 czerwca br. na Wydziale Mechanicznym Technologicznym Politechniki Warszawskiej odbyło się I Mazowieckie Sympozjum Obróbki Skrawaniem, współorganizo...
Sprawdź więcej