Diagnostyka i oceny uszkodzeń betonu spowodowanych reakcjami AAR – cz. I
Reakcja alkalia – krzemionka (ASR)
Reakcja pomiędzy wodorotlenkiem metali alkalicznych pochodzącym z cementu portlandzkiego i/lub innego źródła i niektórymi skałami krzemionkowymi lub minerałami takimi jak: opal, czert, mikrokrystaliczny kwarc i kwaśne szkliwo wulkaniczne, szkło z recyklingu itp., znajdujące się w niektórych kruszywach. Mogą powodować powstawanie produktu.
Wodorotlenek wapnia
Uwodnione lub „gaszone” wapno otrzymane przez obróbkę wapna palonego wodą, Ca(OH)2. Portlandytem nazywa się również jeden z produktów uwodnienia krzemianów wapniowych (C2S i C3S) w cemencie portlandzkim.
Karbonatyzacja
Reakcja między dwutlenkiem węgla (CO2) z atmosfery i zaczynem cementowym z betonu lub zaprawy. W reakcji wodorotlenek wapnia jest przekształcony w węglan wapnia (CaCO3). W dłuższym okresie uwodniony żelowy krzemian wapniowy (CSH) może być również uwęglony.
Informacje ogólne
Diagnostyka uszkodzeń betonu w konstrukcjach wywołanych reakcją alkalia – kruszywa (AAR) często wymaga wyjaśnienia złożonych procesów z powodu podobieństwa zewnętrznego cech uszkodzeń, powodowanych przez inne czynniki, takie jak oddziaływanie np. mrozu. Aby dokonać rzetelnej analizy mającej na celu zidentyfikowanie, ocenę i ustalenia zakresu uszkodzeń, a także wykonania prognozy ich wpływu na strukturę betonu, konieczne jest dogłębne zrozumienie mechanizmów i procesów uszkodzeń wynikające z AAR. Efekty AAR muszą być uważane za część kompleksowych działań strukturalnych i „niestrukturalnych” prowadzących do pogorszenia jakości oraz do pękania i uszkodzenia betonu.
Podobnie jak wiele innych przyczyn uszkodzeń w betonie, diagnozy i prognozy uszkodzeń spowodowanych AAR opierają się w dużej mierze na osądzie i poziomie wiedzy eksperckiej zaangażowanego do tego celu personelu. Szeroka gama rodzajów kruszyw stosowanych w betonie na całym świecie, różna intensywność reaktywności i proporcje składników reaktywnych w stosowanych kruszywach i czynników, które wpływają na reakcję, utrudniają diagnozę. Często zdarza się, że eksperci nie zgadzają się co do diagnozy i prognozy uszkodzeń AAR w strukturach betonu.
Różnice w opiniach najczęściej wynikają z następujących przyczyn:
- szerokiego zakresu i często niejednoznaczności metod wykorzystywanych do identyfikacji i szacowania uszkodzeń,
- ograniczonej liczby wiarygodnych standardowych procedur lub metod do diagnozowania i prognozowania uszkodzeń,
- zmienności źródeł kruszywa i betonu, często niedokładnie i nieprawidłowo przebadanych, powodujących powstanie AAR,
- niezbyt częste zidentyfikowanie występowania AAR w betonach, co prowadzi do diagnozy, że reakcje AAR są problemem, nawet jeśli intensywność przebiegu tych reakcji nie jest wystarczająca do wywołania istotnych problemów destrukcyjnych w strukturze betonu.
Niniejszy artykuł przedstawia procedurę dot. diagnozy uszkodzeń AAR betonu w konstrukcjach. Wytyczne przedstawione w tym dokumencie opierają się na doświadczeniach, zaleceniach lub krajowych wytycznych kilku krajów na całym świecie, w których problem AAR jest dobrze zrozumiany i udokumentowany [1-10].
Reakcja alkalia – kruszywo
Definicja
Reakcja alkalia – kruszywo w betonie to grupa reakcji pomiędzy niektórymi rodzajami minerałów w kruszywach i alkalicznym roztworem porowym betonu. Alkalia w roztworze porowym pochodzą z hydratacji cementu, ale ich ilość może być zwiększona przez alkalia znajdujące się w niektórych kruszywach lub solach alkalicznych środowiska zewnętrznego [5]. Charakterystyczną konsekwencją AAR, przy obecności wystarczającej wilgotności, jest zmienne pęcznienie betonu. Może ono spowodować rozległe pękanie betonu, zwłaszcza jeśli nie zostały podjęte działania zapobiegające, prowadzące do różnych form uszkodzeń strukturalnych i problemów z jego trwałością.
Koszty utrzymania struktury betonowej zwykle rosną, a jej trwałość eksploatacyjna i okres użytkowania ulegają ograniczeniu. Od czasu udokumentowania pierwszego przypadku w stanie Kalifornia przez Stantona w 1940 r. [11] wiele innych przypadków udokumentowano na całym świecie w różnych strukturach betonu dotkniętych przez AAR. Obejmują one kilkaset głównych struktur, w tym: zapory, fundamenty, bloki podstacji elektrycznych, mosty, śluzy, parkingi, zbiorniki wodne, pomosty, wiadukty, budynki wielokondygnacyjne, oczyszczalnie ścieków oraz chodniki i konstrukcje autostrad.
Tradycyjnie wyróżnia się dwa rodzaje AAR:
- reakcja alkalia – krzemionka (ASR) i
- reakcja alkalia – węglany (ACR), występują rzadziej.
Mogą zainteresować Cię również
Wywiady
Kamila Czaja: Zero tolerance for compliance
Jakie są priorytety firmy w obszarze zrównoważonego rozwoju i ochrony środowiska naturalnego? Czy firma planuje podejmować konkretne działania w celu osiągnięcia neutralności klimatycznej? Kamila Czaja: Jako firma zdecydowaliśmy się zobowiązać do przestrzegania Porozumienia Paryskiego (Paris Agreement), tj. międzynarodowego traktatu dotyczącego ...
Edukacja surowcowa elementem bezpieczeństwa surowcowego państwa
Jaki jest stan wiedzy nt. branży wydobywczej? Potwierdzeniem dla powyżej sformułowanych stwierdzeń mogą być wyniki ankiety przeprowadzonej wśród uczniów w trzech kategoriach wiekowych: < 10 lat, 10-15 lat oraz > 15 lat. Łącznie otrzymano 1000 ankiet, z czego ponad 700 ankietowanych to młodzież powyżej 10. roku życia. Celem było pozyskanie ogólnej wiedzy na temat stosunku dzieci i młodzieży do branży wydobywczej oraz edukacji surowcowej przy obecnej podstawie programowej w szkołach podst...
Stan techniczny urządzeń obcych w kontekście trwałości konstrukcji mostowych – na podstawie własnych doświadczeń z przeglądów i diagnostyki
Nakłada się na to kształt elementów konstrukcyjnych mostów, rozstaw poprzecznic, żeberek usztywniających, wsporników chodnikowych i tym podobnych elementów. Dlatego też odpowiednie mocowania i prowadzenia przez obiekt tych ważnych z punktu widzenia odbiorców mediów powinny być rozwiązywane, projektowane, a następnie instalowane z należytą starannością techniczną. Zdaniem autorów w tym procesie powinien uczestniczyć zespół interdyscyplinarnych zainteresowanych tematem specjalistów zarówno z gr...
Jednonaczyniowe koparki hydrauliczne
Podział koparek jednonaczyniowych ze względu na wielkość naczynia roboczego i przeznaczenie [2]: uniwersalne (budowlane) – pojemność łyżki do 2 m3, odkrywkowe – pojemność łyżki: 3-10 m3, nadkładowe – pojemność łyżki: 4-140 m3, zgarniakowe – pojemność łyżki: 4-180 m3. Podział według rodzaju osprzętu [2]: koparka z osprzętem przedsiębiernym (nadsiębiernym) – koparka przedsiębierna (nadsiębierna), koparka z osprzętem podsiębiernym – koparka podsiębierna, koparka z osprzętem zgarniakowym (zabiera...
Nawierzchnie drogowe. Warianty konstrukcyjne
Nawierzchnie podatne i półsztywne z warstwą nawierzchniową z mieszanki niezwiązanej W skład konstrukcji nawierzchni podatnej lub półsztywnej z warstwą nawierzchniową z mieszanki niezwiązanej wchodzą: Warstwa nawierzchniowa Podbudowa zasadnicza Podbudowa pomocnicza Warstwa mrozoochronna Schemat i nazwy tych warstw konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych z warstwą nawierzchniową z mieszanki niezwiązanej są przedstawione w tab. 3. Ten schemat stanowi podstawę dla projektowania i budowy ...
Zasady organizacji ruchu drogowego
Uproszczony projekt organizacji ruchu Możliwe jest dopuszczenie przez urząd zarządzający ruchem zmian w organizacji ruchu na podstawie projektu uproszczonego, dotyczy to robót związanych z utrzymaniem drogi niewymagających całkowitego zamknięcia jezdni dla ruchu pojazdów samochodowych, które wymagają zmian w organizacji ruchu tylko w czasie wykonywania czynności. Zatwierdzanie organizacji ruchu Organizację ruchu zatwierdza, na podstawie złożonego projektu organizacji ruchu, organ zarządzający...
Najczęstsze błędy projektowe i wykonawcze ekranów akustycznych
Projektowanie i budowa ekranów akustycznych stanowią kluczowe elementy dbania o komfort akustyczny w otoczeniu drogowym. Niestety, pomimo postępu technologicznego i dostępności zaawansowanych narzędzi projektowych, nadal często spotyka się błędy zarówno na etapie projektowania, jak i wykonawczym. W artykule przedstawiono najczęstsze z nich. Projektowanie i budowa ekranów akustycznych są kluczowymi elementami dbania o komfort akustyczny w środowisku drogowym. Jednakże nadal istnieją pewne pows...
Drony nad kopalniami. Nowa era pomiarów
Kolejne etapy prac Pierwszym etapem prac kameralnych jest obróbka zdjęć. Na wstępie korygowana jest kolorystyka zdjęć. Następnie oblicza się współrzędnemiejsca wykonania zdjęć i wprowadza się je do programu. Program w pierwszym kroku łączy zdjęcia. Co warte uwagi – im dokładniej znamy położenie każdego zdjęcia (pozycjonowanie drona za pomocą geodezyjnego odbiornika GPS), tym szybciej przebiega proces. Potem następuje wyrównanie sieci. Na tym etapie zawsze część fotopunktów pozostawiana jest j...
Ronda ‒ problematyka uszkodzeń nawierzchni
Wytyczne i realia użytkowania W obecnie stosowanych wytycznych do projektowania [7] znajdują się m.in. zapisy: „Szerokości jezdni i pierścienia ronda jednopasowego powinny zapewniać przejezdność pojazdu miarodajnego”. Zdaniem autorów, przyjmując założenie, że pojazd miarodajny (np. pojazd ciężarowy z naczepą) będzie poruszał się po przejezdnym pierścieniu, zgodnie z zapisami ustawy o drogach publicznych [9] należy uznać pierścień jako część jezdni przeznaczonej do ruchu. Takie założenie wynos...
Kraków: Tunel wzdłuż Opolskiej otwarty dla ruchu.
Od 22 maja tunel wzdłuż Opolskiej – jeden z najważniejszych obiektów inżynierskich budowanych w ramach linii KST III do Górki Narodowej – dostępny jest w całości dla kierowców. Ma dwie niezależne komory, każda po dwa pasy ruchu, jest długi na ok. 100 metrów, jest w stanie przyjąć pojazdy ważące nawet do 50 ton. Przypomnijmy: budowa tunelu rozpoczęła się w marcu 2022 r. od wykonania murków prowadzących dla ponad 60 tonowego dźwigu z wybierakiem. Maszyna sukcesywnie – metr za metrem – wybierała...
Kalendarium
Relacje
III Ogólnopolskie Forum Administracji Dróg Publicznych – Bezpieczeństwo ruchu drogowego na drogach samorządowych
4 kwietnia 2024 r. odbyło się pierwsze spotkanie III cyklu Ogólnopolskiego Forum Administ...
Relacja z XV edycji konferencji Infrastruktura Polska i Budownictwo
19 marca 2024 roku, w hotelu Sheraton Grand Warsaw, odbyła się XV jubi...
IV Konferencja Drogowo-Kruszywowa
28 lutego ‒ 1 marca 2024 r. w Zakopanem obyła się IV edycja Konferencj...