Diagnostyka konstrukcji żelbetowych tom 2
Badania korozji zbrojenia i właściwości ochronnych betonu
Ocena bezpieczeństwa konstrukcji budowlanych według Eurokodów i norm krajowych!
Tom 2 kompleksowego podręcznika poświęconego diagnostyce konstrukcji żelbetowych
obejmuje problemy badania zagrożenia trwałości budowli z betonu pod wpływem
oddziaływania środowiska.
Mając na względzie najnowsze przepisy projektowania zawarte w Eurokodzie 2 (PN-EN
1992-1-1:2008), przedstawiono kolejno następujące zagadnienia:
oddziaływanie środowiska na żelbet, w tym przyczyny degradacji konstrukcji oraz
podstawy oceny jej trwałości, cel i zakres diagnostyki korozyjnej żelbetu oraz
związane z tymi normy;
proces korozji zbrojenia oraz jego charakterystyki, a także metody elektrochemiczne
badania korozji zbrojenia w betonie;
metody oceny szybkości korozji zbrojenia w betonie;
badanie właściwości ochronnych betonu, w tym sposoby pobierania materiału do
badań, badania zasięgu karbonizacji i stężenia chlorków, ocenę właściwości
ochronnych betonu;
kompleksową ocenę zagrożenia korozyjnego żelbetu (sprzęt diagnostyczny,
planowanie badań na konstrukcji i badań laboratoryjnych oraz kryteria oceny wyników
badań, analizę pogorszenia stanu konstrukcji wskutek degradacji korozyjnej).
Podano również przykłady przeprowadzanych badań zawierające opis metody pomiaru,
sposobu analizy i interpretacji wyników. Szczegółowo omówiono urządzenia badawcze
dostępne w kraju i na świecie. Książkę zilustrowano rysunkami, schematami badań i i
fotografiami urządzeń. Podręcznik jest przeznaczony dla studentów wydziałów
budownictwa, inżynierii lądowej i architektury oraz inżynierów praktyków i
rzeczoznawców budowlanych.
Wprowadzenie . IX
1. Oddziaływanie środowiska na żelbet . 1
1.1. Trwałość żelbetu w ujęciu normowym 1
1.1.1. Ogólne wymagania dotyczące trwałości konstrukcji żelbetowych . 1
1.1.2. Klasyfikacja warunków środowiskowych 3
1.1.3. Warunki konstrukcyjne wpływające na trwałość żelbetu . 16
1.2. Przebieg procesów zmniejszających trwałość żelbetu 21
1.2.1. Zmiany zachodzące w trakcie użytkowania konstrukcji . 21
1.2.2. Wnikanie substancji z otoczenia do betonu otuliny . 25
1.2.3. Zasięg strefy pogorszonych właściwości ochronnych betonu . 31
1.3. Badania odporności betonu na wnikanie substancji agresywnych 35
1.3.1. Badania dyfuzyjne 35
1.3.2. Badania na podstawie przepływu ładunku elektrycznego . 45
Literatura do rozdziału 1 . 49
2. Korozja zbrojenia 51
2.1. Ciecz w porach betonu . 51
2.2. Elektrochemiczny charakter powierzchni zbrojenia w roztworze . 53
2.3. Krzywa anodowa i wykresy Pourbaix 63
2.4. Stan pasywny . 68
2.5. Mechanizm depasywacji powierzchni zbrojenia 70
2.5.1. Depasywacja powierzchni stali wskutek karbonatyzacji . 70
2.5.2. Depasywacja powierzchni stali jonami chlorkowymi . 72
2.6. Stan aktywny zbrojenia . 73
2.6.1. Korozja ogólna zbrojenia w wyniku karbonatyzacji betonu 73
2.6.2. Korozja wżerowa zbrojenia wywołana chlorkami w betonie . 74
2.6.3. Korozja zbrojenia w rysie otuliny betonowej 76
2.7. Skutki korozji . 79
Literatura do rozdziału 2 . 83
3. Badania właściwości ochronnych betonu . 84
3.1. Sposoby pobierania materiału do badań 84
3.1.1. Wycinanie rdzeni betonowych z konstrukcji 85
3.1.2. Pobieranie rozdrobnionego betonu z konstrukcji 87
3.1.3. Warstwowe pobieranie rozdrobnionego betonu z odwiertu 90
3.1.4. Pobór nieregularnych fragmentów betonu . 91
3.2. Metody odwzorowywania cieczy porowej betonu . 92
3.2.1. Wyciąg wodny z rozdrobnionego betonu 92
3.2.2. Metoda ekstrakcji próżniowej . 94
3.2.3. Metoda ekstrakcji ciśnieniowej 94
3.3. Badania zasięgu karbonatyzacji i stężenia chlorków w betonie . 96
3.3.1. Badania cieczy porowej w warunkach laboratoryjnych 96
3.3.2. Badania betonu prowadzone in situ 103
3.4. Ocena właściwości ochronnych betonu metodą polaryzacyjną 108
3.4.1. Zasada badania i przygotowanie elementów próbnych 108
3.4.2. Przygotowanie stanowiska pomiarowego 109
3.4.3. Przebieg pomiarów i ocena wyników badań 110
3.5. Określenie wpływu domieszek na właściwości ochronne betonu . 112
3.5.1. Zasada badania i zakres stosowania 112
3.5.2. Przygotowanie elementów próbnych i stanowiska pomiarowego . 113
3.5.3. Metodyka badań i sprawozdanie . 115
3.6. Przykłady badań 116
Przykład 1. Szacowanie zasięgu karbonatyzacji betonu fenoloftaleiną 116
Przykład 2. Badania profilu chlorków i pH betonu konstrukcji dworca kolejowego 117
Przykład 3. Badania profilu chlorków i pH betonu podpory wiaduktu drogowego 125
Przykład 4. Ocena właściwości ochronnych betonu metodą polaryzacyjną 128
Literatura do rozdziału 3 . 132
4. Elektrochemiczne pomiary zagrożenia korozją zbrojenia w konstrukcji
134
4.1. Wybór i przygotowanie stref pomiarowych 134
4.2. Pomiary potencjału stacjonarnego 138
4.2.1. Podstawy pomiaru 138
4.2.2. Technika wykonywania badań 144
4.2.3. Analiza wyników badań . 148
4.3. Pomiary rezystywności otulenia betonowego . 149
4.3.1. Podstawy i technika pomiaru . 149
4.3.2. Sposób badania w betonie i analiza wyników 151
4.3.3. Analiza wyników 155
4.4. Szybkość korozji 157
4.5. Określenie szybkości korozji na podstawie krzywych polaryzacji 161
4.5.1. Podstawy badania 161
4.5.2. Wyznaczanie gęstości prądu korozyjnego na podstawie krzywej polaryzacji . 163
4.5.3. Technika wykonywania badań 165
4.5.4. Charakterystyka pomiaru w betonie 169
4.5.5. Czynniki wpływające na rejestrację krzywej polaryzacji . 172
4.6. Określenie stanu korozyjnego metodą impulsu galwanostatycznego . 181
4.6.1. Podstawy badania 181
4.6.2. Wyznaczanie prądu korozyjnego . 183
4.6.3. Analiza wyników badań . 187
4.6.4. Przykład badania 188
4.7. Metody ciągłego monitorowania korozji zbrojenia konstrukcji żelbetowych 189
4.8. Przykłady badań 193
Przykład 1. Badania prawdopodobieństwa korozji zbrojenia ściany przejścia podziemnego
. 193
Przykład 2. Badania prawdopodobieństwa korozji zbrojenia kielichowej konstrukcji budynku
dworca kolejowego . 201
Literatura do rozdziału 4 . 211
5. Elektrochemiczne badania laboratoryjne próbek pobranych z konstrukcji
. 213
5.1. Pobranie próbek i ich przygotowanie do badań 213
5.1.1. Cel i zakres badań 213
5.1.2. Sposób pobierania rdzeni z konstrukcji i ograniczenia metody 215
5.1.3. Przygotowanie próbek do badań w trójelektrodowym układzie pomiarowym . 217
5.2. Badania metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej . 220
5.2.1. Podstawy teoretyczne EIS 220
5.2.2. Cechy widm impedancyjnych stali w betonie 226
5.2.3. Zasady analizy widm impedancyjnych . 229
5.2.4. Metodyka pomiaru i analizy badań impedancyjnych zbrojenia w betonie 239
5.3. Badania metodą pomiaru oporu polaryzacji 244
5.3.1. Czynniki wpływające na kształt krzywych polaryzacji stali w betonie 244
5.3.2. Metodyka badania i analiza pomiaru oporu polaryzacji stali w betonie 249
5.4. Elektrochemiczne badania stali zbrojeniowej w roztworach modelujących ciecz porową
. 252
5.4.1. Cel, zakres i metodyka badań . 252
5.4.2. Przygotowanie stanowiska pomiarowego 253
5.4.3. Pomiary polaryzacyjne stali zbrojeniowej w roztworach modelujących ciecz porową
betonu . 255
5.5. Przykłady badań 259
Przykład 1. Badania polaryzacyjne zbrojenia konstrukcji budynku dworca kolejowego 259
Przykład 2. Badania polaryzacyjne zbrojenia podpory wiaduktu drogowego 265
Literatura do rozdziału 5 272
276 stron, Format: 17.0x24.0cm, oprawa miękka
