Betono ir gelžbetonio tvarumas

Baltijos regiono sąlygomis

Prof. G. SkripkiūnasStatybinių medžiagų ir gaisrinės saugos katedra

Statybinių medžiagų institutas

Klimato sąlygos

Didelė drėgmė;

Didelis kritulių (lietus, sniegas)

kiekis

Jūrinis klimatas

Dideli temperatūrų svyravimai

(užšalimo – atšilimo ciklų

skaičius)

Ledą tirpdančių druskų

naudojimas kelių priežiūrai

Betono užpildai

Žvyro ir smėlio karjerai;

Dolomitas;

Polimineralinė petrografinė sudėtis;

Didelis karbonatinių (silpnų) dalelių kiekis;

Mažas atsparumas šalčiui;

Vidutinis šarminis reaktyvumas (atskirų

dalelių);

Smulkiųjų dalelių (

Aktyvūs mineraliniai

priedai Aktyvių vulkaninių uolienų stygius;

Metalurgijos šlako stygius;

Akmens anglies deginimo pelenų

stygius;

Silicio dioksido mikrodulkių ir

metakaolino stygius;

Gamtinių ir sintetinių ceolitų stygius

Betono tvarumo

reglamentavimo principai

• EN 206 ir LST 1974

Eksploatacijos sąlygų klasifikacija ir apribojimai

betono medžiagoms ir sudėčiai;

Eksplotacinių savybių vertinimas (bandymas)

projektuojant ir gaminant

Aplinkos poveikio

klasės

• EN 206 ir LST 1974

Nėra korozijos rizikos (XO);

Karbonozacijos sukeliama korozija (XC);

Cloridų, bet ne jūros vandens, sukeliama korozija (XD);

Jūros vandens chloridų sukeliama korozija (XS);

Cikliško užšaldymo ir atšildymo sukeliamas irimas (XF);

Cheminio poveikio sukeliama korozija (XA);

Dėvėjimosi sukeliamas irimas (XM);

Šarminės užpildų korozijos sukeliamas irimas (XR).

Betono medžiagų ir

sudėčių apribojimai• EN 206 ir LST 1974 F priedas

Eksploatacinių savybių

vertinimas

• EN 206

5.3.3 Eksploatacinių savybių projektavimo metodai

(1) Reikalavimai, susiję su aplinkos poveikių klasėmis, gali būti suformuluoti naudojantis eksploatacinių savybių projektavimo metodais ilgaamžiškumui ir gali būti nurodomi eksploatacinių savybių rodikliais, pvz., aižėjimu, bandant betono atsparumą šalčiui. Eksploatacinėmis savybėmis pagrįsto metodo taikymas priklauso nuo betono naudojimo vietoje galiojančių nuostatų.

PASTABA Eksploatacinėmis savybėmis pagrįstų bandymų metodų Europos rinkinys yra kuriamas, t.y., CEN/TS 12390-9, CEN/TS 12390-10, CEN/TS 12390-11 ir CEN/TR 15177 ir ekvivalentinės ilgaamžiškumo procedūros pagrindai buvo paskelbti kaip CEN/TR 16563.

Eksploatacinių savybių

vertinimas

• LST 1974

Atsparumo šalčiui markės (F ir FR);

Nelaidumo vandeniui markės (W);

Dilumo klasės pagal Bohme (A).

Atsparumo šalčiui

vertinimas (XF)

LST 1428.17

Užšaldymo ir atšildymo ciklų skaičius, kai stiprumas sumažėja ne

daugiau kaip 5% ir masės nuostoliai ne didesni kaip 3%.

LST 1428.19

Užšaldymo ir atšildymo ciklų skaičius, kai stiprumas sumažėja ne

daugiau kaip 5%, tūris sumažėja ne daugiau kaip 0,5% ir masės

nuostoliai nuo apdailinio paviršiaus ne didesni kaip 0,1 kg/m2.

LST EN 1338

Masės nuostoliai nuo apdailinio paviršiaus po 28 užšaldymo - atšildymo

ciklų ne didesni kaip 1 kg/m2.

Atsparumas šalčiui (XF3)

F200; oro kiekis ≥ 4 %; užpildų atsparumasšalčiui F1arba MS18

Atsparumas šalčiui.

Užpildų poveikis

Užpildų atsparumas šalčiui F1 arba MS18

Atsparumas šalčiui.

Kelių betonas (XF4)

Šaltinis: Kelių ir transporto tyrimo instituto ataskaita, 2014. Kaunas

F300;oro kiekis ≥ 4 %;užpildų atsparumasšalčiuiF1 arba MS18

Atsparumas šalčiui.

Grindinio trinkelės (XF4)≥ 1 kg/m2, LST EN 1338

EN projektai

CEN/TS 12390-9:2016 Sukietėjusio betono bandymai. 9

dalis. Atsparumas cikliškam užšalimui ir atitirpimui, kai

naudojamos ledą tirpinančios druskos. Atskilinėjimas.

CEN/TR 15177:2006 Betono atsparumo šalčiui

bandymas. Tūrinis irimas. (Testing the freeze-thaw

resistance of concrete - Internal structural damage).

Atsparumo šalčiui

vertinimas (XF)

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 28 56 84 112 140 168 196

Mas

ės

nu

ost

olia

i, k

g/m

2

Po

kyti

s, %

Užšaldymo - atšildymo ciklų skaičius

Gniuždymo stipris

Ultragarso greitis

Deformacija

Masės nuostoliai

Atsparumo šalčiui bandymas

(Tūrinis irimas)

Kubo bandymas. Deformacija

Deformacija

Atsparumo šalčiui nustatymas

(Tūrinis irimas)

Kubo bandymas. Ultragarso sklidimo greitisDinaminis tamprumo modulis

Ultragarso sklidimo greitis

Atsparumo šalčiui nustatymas

(Tūrinis irimas, paviršiaus aižėjimas)

Kubo bandymas. Masės nuostoliai

Masės nuostoliai

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4Gn

iužd

ym

ost

ipri

o s

um

ažėj

imas

po

20

0

užš

ald

ym

o-a

tšil

dy

mo

cik

lų,

%

Masės nuostoliai, kg/m2

Trinkelių atsparumo

šalčiui vertinimas

Trinkelių atsparumo

šalčiui vertinimas

Stiprio sumažėjimas – 5,6 %Masės nuostoliai – 0,16 kg/m2

Stiprio sumažėjimas – 22,1 %Masės nuostoliai – 0,35 kg/m2

0 ciklų 56 сiklai

Ultragarso sklidimo greičio sumažėjimas

po 60 užšaldymo ir atšildymo ciklų

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

0 5 10 15 20 25

Ult

ragar

so s

kli

dim

o g

reič

io s

um

ažėj

imas

, %

Gniuždymo stiprio sumažėjimas, %

Grindinio trinkelių

eksploatacijos sąlygos

1 tipas 2 tipas

H2O H2O

Smėlis

Skalda

Vandeniui

nelaidus

sluoksnis

Grindinio

trinkelės

Trinkelių pagrindinio sluoksnio

atsparumo šalčiui bandymas

Trinkelių pagrindinio sluoksnio atsparumo šalčiui nustatymo schema. 1 – tarpiklis; 2 – šaldymo terpė – 3 % NaCl tirpalas; 3 – bandinys; 4 –indas kuriame atliekamas bandymas; 5 – indo dangtis

Trinkelių pagrindinio sluoksnio

atsparumo šalčiui bandymas

0

2

4

6

8

10

12

14

0 7 14 21

Mas

ės n

uo

stoli

ai, k

g/m

2

Ciklų skaičius

1 bandinys 2 bandinys 3 bandinys 4 bandinys 5 bandinys

Trinkelių pagrindinio sluoksnio

atsparumo šalčiui bandymas

• 4 sudėtis

Trinkelių pagrindinio sluoksnio

atsparumo šalčiui bandymas

• 5 sudėtis

Šaldymo terpės įtaka

Šaldymo terpės įtaka

Po šaldymo vandenyje Po šaldymo NaCl tirpale

Po šaldymo CaCl2 tirpale Po šaldymo MgCl2 tirpale

Betono šarminė korozija

(XR)

Paruošta užpildo užterštumo reaktyviosiomis uolienomis

nustatymo metodika (LST 1974 M priedas);

Nustatyti reikalavimai maksimaliam šarmų kiekiui betone (LST

1974);

Paruoštos rekomendacijos šarminės betono korozijos prevencijai;

Tiriamas įvairių mineralinių priedų efektyvumas betono su Lietuvos

karjerų užpildais šarminės korozijos prevencijai:

aukštakrosnių šlako;

lakiųjų pelenų;

SiO2 mikrodulkių;

gamtinio ceolito;

biokuro deginimo pelenų;

malto stiklo.

Betono šarminė korozija

(XR)

XR0Neagresyvi aplinka, kai patalpoje santykinė drėgmė φ ≤ 60 %

Vidinės pastatų konstrukcijos, apsaugotos nuo drėgmės

XR1Agresyvi aplinka, kurios santykinė drėgmė φ ≥ 80 %, kai betone yra laisvos drėgmės

Vidinės drėgnų patalpų konstrukcijos, pvz. plaukimo baseinuose, pirtyse ir pan., bei išorinės pastatų konstrukcijos neapsaugotos nuo atmosferinio poveikio

XR2

Labai agresyvi aplinka, kai betone yra laisvos drėgmės ir papildomai patenka Na ir K junginių, pvz., su druskomis dėl apledėjimo

Kelių ir tiltų konstrukcijos, garažų, automobilių plovyklų grindys blogai izoliuotos nuo grunto drėgmės grindys ir pan.

LST 1974

Betono šarminė korozija

(XR)

Aplinkos poveikio klasė Šarmų kiekis, %CEM I cemente

Šarmų kiekis, %betono mišinyje

XR0 neribojamas neribojamas

XR1 ≤ 0,8% (masės) ≤ 4,0 kg/m3

XR2 ≤ 0,8% (masės) ≤ 3,0 kg/m3

LST 1974 5.2.3.4 punktas

Ribojami šarmų kiekiai

Betono šarminė korozija

(XR)

Specifinis betono šarminės korozijos pobūdis

Betono šarminė korozija

(XR)Betono šarminės korozijos mechanizmas

Reaktyvus užpildas Reakcijos produktai

Cementinis akmuo Reaktyvus užpildas

Reakcijos produktai(stikliška masė)

Cementinis akmuo

Betono šarminė korozija

(XR)

Betono bandinio Nr. 1 paviršiaus defekto zonos rentgenograma (Z - žėrutis; Ti - titnagas;

Q - kvarcas; K - kalcitas; F - feldšpatas; D – dolomitas)

Rentgeno struktūrinės analizės (XRD) tyrimai

Betono šarminė korozija

(XR)

Skenuojančios elektroninės mikroskopijos (SEM) irelektronų difrakcijos spektroskopijos (EDS) tyrimai

Betono šarminė korozija

(XR)

Grindys su polimerinėmis dangomis

Reaktyvus užpildas

BetonasEpoksidinė danga

Cheminis poveikis (XA3)

Azotinių trąšų poveikis (NH4+)

Ca(OH)2 išplovimas

(W markės ir sandūros)

Baltijos jūros vandens

poveikis

Betono paviršiaus Kapiliarinis jūros vandensdefektai įgėris

Baltijos jūros vandens

poveikis

Aplinkos poveikio klasės

Atsparumas Baltijos jūros

aplinkos (BJA) poveikiui

Bandymo metodika

Atsparumas Baltijos jūros

aplinkos (BJA) poveikiuiMineralinio priedo įtaka

Atsparumas Baltijos jūros

aplinkos (BJA) poveikiui

Stambiojo užpildo įtaka

Apibendrinimai

Nuodugni eksploatacijos sąlygų analizė ir nacionalinių

norminių dokumentų rengimas;

Aktyvus dalyvavimas Europos standartizacijos komiteto

(CEN) bei RILEM technikos komitetų darbe;

Naujų pažangių betono tvarumo bandymo metodų

įdiegimas;

Nuolatinis inžinerinio personalo kvalifikacijos tobulinimas ir

atestavimas;

Produkcijos kokybės vertinimo bei sertifikavimo sistemos

nuolatinis palaikymas;

Rekomendacinio pobūdžio publikacijų rengimas ir

platinimas ir inžinierių prestižo kėlimas.

Ačiū už dėmesį !