Gondolatok a betonok használati élettartamra való méretezéséről

Hasonló dokumentumok
Betonok korrózióállósága a fib bulletin 76 és az EN szabványok stb. szerint /avagy a környezeti hatásokon kívüli genetikai adottságokról/

Dr. Kopecskó Katalin

A vasbetonszerkezet tervezésének jelene és jövője

Korai vasbeton építmények tartószerkezeti biztonságának megítélése

VASBETON ÉPÍTMÉNYEK SZERKEZETI OSZTÁLYA ÉS BETONFEDÉS

Tartószerkezetek I. (Vasbeton szilárdságtan) Szép János

NSZ/NT beton és hídépítési alkalmazása

vagy 0,1 tömeg%-nál (feszített vb. esetén) nagyobb;

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Vasbeton tartók méretezése hajlításra

MAPECRETE A repedésmentes betonok technológiája. Szautner Csaba Hídmérnöki Konferencia Eger

BETONSZERKEZETEK HASZNÁLATI ÉLETTARTAM ALAPÚ TERVEZÉSÉNEK TARTÓSSÁGI SZEMPONTJAI

A vasbetonszerkezet tervezésének jelene és jövője A tűzhatás figyelembe vétele.

Építőanyag MSC Szerkezet-építőmérnök MSC hallgatók részére

Kristályos betonszigetelés. Hidak

El hormigón estructural y el transcurso del tiempo Structural concrete and time A szerkezeti beton és az idő

Strength. Performance. Passion. Ismertető az új európai beton szabvány MSZ :2004 (MSZ EN 206-1:2002) alkalmazásáról

Beton szerkezetek tartóssága és élettartama

LABORVIZSGÁLATOK NETTÓ LISTAÁRAI március 1.-től (javasolt listaárak, mennyiségtől függően változhat, ÁFA nélkül értendő)

BETONSZERKEZETEK TERVEZÉSE AZ EUROCODE 2 SZERINT VASÚTI HIDÁSZ TALÁLKOZÓ 2009 KECSKEMÉT

Mérnöki faszerkezetek korszerű statikai méretezése

e-ut :2011 (ÚT )

NAGY TARTÓSSÁGÚ BETON TERVEZÉSÉNEK NÉHÁNY KÖVETELMÉNYE

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2015 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Beton. (Könnyű)betonok alkalmazása Már az ókortól kezdve alkalmazzák pl.: Colosseum, Pantheon. Dr. Józsa Zsuzsanna. Első vasbeton.

Teljeítmény-nyilatkozat az építőipari termékhez StoCrete TF 200

Teljesítmény-nyilatkozat az építőipari termékhez StoCrete TF 204

A klímaváltozás hatása a tartószerkezetekre és az építési szabványokra

VIZSGÁLATI MÓDSZEREK A BETONOK TŰZÁLLÓSÁGÁNAK MEGÁLLAPÍTÁSÁHOZ

BETON VISELKEDÉSE ÉS TERVEZÉSE TŰZRE

A vasbetonszerkezetek tervezésének jelene és jövője

TELJESÍTMÉNYNYILATKOZAT

Betontervezés Tervezés a Palotás-Bolomey módszer használatával

Beton. (Könnyű)betonok alkalmazása Már az ókortól kezdve alkalmazzák pl.: Colosseum, Pantheon. Dr. Józsa Zsuzsanna. Első vasbeton.

A beton kúszása és ernyedése

Gipszbeton szerkezetek tervezési módszereinek továbbfejlesztése

Az európai műszaki specifikációk nemzeti szabványügyi rendszerbe történő integrálásának helyzete

Betonszerkezetek felületvédelme tervezett változások az ÚT előírásban

Acél, Fa és falazott szerkezetek tartóssága és élettartama

Végeselemes analízisen alapuló méretezési elvek az Eurocode 3 alapján. Dr. Dunai László egyetemi tanár BME, Hidak és Szerkezetek Tanszéke

Teljesítmény nyilatkozat

A betonok összetételének tervezése

Betonpadlók a betontechnológus elképzelése és az új MSZ 4798 : 2014 betonszabvány lehetőségei szerint

STATIKAI SZAKVÉLEMÉNY

Fa- és Acélszerkezetek I. 1. Előadás Bevezetés. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

Erőtani számítás Szombathely Markusovszky utcai Gyöngyös-patak hídjának ellenőrzéséhez

Tartószerkezetek I. Használhatósági határállapotok

Betonadalékszerek deszközeizei

ÉPÍTŐANYAGOK REOLÓGIAI TULAJDONSÁGAINAK VIZSGÁLATA A DE-ATC-MFK MÉLY- ÉS SZERKEZETÉPÍTÉSI TANSZÉKÉN

TÖRTÉNETI VASBETON SZERKEZETEK DIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATAI

AZ ÚJ EURÓPAI BETON- SZABVÁNY ISMERTETÉSE

Vízépítési Nagyműtárgyak felújításával kapcsolatos betontechnológiai kérdések I.

Betonszigetelés kristályos technológiával TM HIDAK

Betonszigetelés kristályos technológiával TM ALAGUTAK

Nagyszilárdságú, nagy teljesítőképességű betonok technológiája

Fa- és Acélszerkezetek I. 11. Előadás Faszerkezetek II. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

a NAT /2007 számú akkreditált státuszhoz

VÍZZÁRÓSÁG, VÍZZÁRÓSÁG VIZSGÁLAT

ÉPKO, Csíksomlyó, június 4. A beton nyomószilárdsági osztályának értelmezése és változása 1949-től napjainkig Dr.

KÉMÉNYKONFERENCIA 2008

A beton összetételének tervezése és ellenőrzése

Kristályos betonszigetelés. Mezőgazdaság

Nedves, sóterhelt falak és vakolatok. Dr. Jelinkó Róbert TÖRTÉNELMI ÉPÜLETEK REHABILITÁCIÓJA, VÁROSMEGÚJÍTÁS ORSZÁGOS KONFERENCIASOROZAT.

A BETON KONZISZTENCIÁJA

Építõanyagok Konferencia

Beton - tõlünk függ, mit alkotunk belõle BETON BETON SZAKMAI HAVILAP ÁPRILIS XVI. ÉVF. 4. SZÁM

Anyagtan II. Építőanyagok (2014) kiemelt vizsgakérdések (ismeretük nélkül, elégtelen az érdemjegy)

A vizsgafeladat ismertetése: Beton-, vasbetonszerkezetek készítésének részletes technológiai előírásai és szempontjai

Kristályos betonszigetelés. Általános szerkezetek Alapozások

Kristályos betonszigetelés. Erőművek és közművek

A hosszúhullámú sugárzás stratocumulus felhőben történő terjedésének numerikus modellezése

TARTÓSZERKEZETI TERVEZŐ, SZAKÉRTŐ: 1. A tartószerkezeti tervezés kiindulási adatai

Kristályos betonszigetelés. Alagutak

Hő- és füstelvezetés, elmélet-gyakorlat

Boltozott vasúti hidak élettartamának meghosszabbítása Rail System típusú vasbeton teherelosztó szerkezet

ELŐREGYÁRTOTT FINOMBETON BURKOLAT KONSZIGNÁCIÓS TERVLAPOK

Tartószerkezetek II. Használhatósági határállapotok május 07.

Könnyűszerkezetes épületek tűzvédelmi minősítése. Geier Péter okl. építészmérnök az ÉMI Kht. tudományos főmunkatársa

Kristályos betonszigetelés. Ipar

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Hő- és füstelvezetés, elmélet-gyakorlat

Központosan nyomott vasbeton oszlop méretezése:

Betonszigetelés kristályos technológiával TM KIKÖTŐI ÉS TENGERI SZERKEZETEK

VASBETONSZERKEZETEK DIAGNOSZTIKÁJA

BETON, BETONÉPÍTÉS. - Gondolatok a készülő új szabályozás kapcsán. amely gondolatok a készülő szabályozástól jelentősen el is térhetnek!

2008/2. fib. Bedics Antal Dubróvszky Gábor Kovács Tamás Az FI-150 hídgerendacsalád. tervezés, gyártás és alkalmazás

Homlokzati burkolókövek hőterhelése. Dr. Gálos Miklós Dr. Majorosné Dr. Lublóy Éva Biró András

előadás Falszerkezetek

Kristályos betonszigetelés. Vízművek Vízkezelés

Betonszigetelés kristályos technológiával TM ÁLTALÁNOS SZERKEZETEK ÉPÜLETALAPOK

Beton - Concrete. Sika ViscoCrete technológia napjaink hídépítési munkáiban

CR 90 Kristályképzô. Háromszoros védelem a víz behatolásával szemben

IGAZI, GEORÁCCSAL ERŐSÍTETT HÍDFŐ ELSŐ MAGYARORSZÁGI ALKALMAZÁSA. Tóth Gergő

1. ÉMI Kht. - Bemutatkozás Az ÉMI Kht. tevékenységi köre, referenciái Az Anyag- és Szerkezettudományi Divízió

Betonszigetelés kristályos technológiával TM ERŐMŰVEK ÉS KÖZMŰVEK

RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAH /2016 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

TALAJOK OSZTÁLYOZÁSA ÉS MEGNEVEZÉSE AZ EUROCODE

TŰZÁLLÓ TARTÓSZERKZETEK AZ ÉPÜLETGÉPÉSZETBEN. Hilti Épületgépész Konferencia

A vizsgált/mért jellemző, a vizsgálat típusa, mérési tartomány. Megszilárdult beton vizsgálata. vízáteresztés. 1-5 bar, mm

Átírás:

Építményeink 2018 - Szakmai Konferencia, Velence Gondolatok a betonok használati élettartamra való méretezéséről Spránitz Ferenc

1907-ben, Székesfehérváron épült Bory Jenő tervei szerint az első vasbeton kupolájú templom 2018-ban a vasbeton kupola 111 éves Egyszer föl kellene menni a kupolához; messziről jó állapotúnak tűnik 2

A tartós beton titka Bory Jenő szerint: Jó szemszerkezet, alacsony cement- és víztartalom, nagy tömörség Forrás: Mérnök Újság, 1931. január 3

A Bory-vár egy betonkísérleti állomás. Ilyen építőanyag, mint a cement (azaz a beton) nem volt még az emberiség kezében. - Bory Jenő önéletrajza, 1955 Épült 100 éve 4

Napjaink ipari gyakorlatában a leromlás mértéke néha már 5-10 éves korban is igen súlyos Leromlás típusai. - betonacél korróziója - beton repedezése, leválása, hámlása 5 Spránitz Ferenc fotói: Népstadion lelátószerkezete, bicskei szennyvíztisztító

A második generációs Eurocodok és a gyökeresen megújuló EN 206 betonszabvány Várhatóan 2021 a bevezetési határidő Tehát még ráérünk S. Leivestad: JWG-Durability Report to TC 104/SC1 and TC 250/SC2, 2014 6

Miért kell az új szabályozás?. Mert jelenleg - országonként eltérően definiálják a használhatósági határállapotot (pl. valahol a betonacél korrózió megjelenése, máshol a repedezés vagy a leválás) - az EN 1992 és az EN 206 környezeti osztályaiban jelenleg még sem a hatásoldal, sem pedig az ellenállás-oldal nincs számszerűsítve - mind az EN 206, mind pedig a tagállamok nemzeti követelményeiben a környezeti osztályok összetételi követelményei gyakorta nem biztonságosak és/vagy nem gazdaságosak - diszharmónia uralkodik a környezeti osztályokban előírt v/c-tényezők és a betonfedések nemzeti előírásai között - már ismerjük és validáltuk azokat az anyagtani modelleket, melyek a betonok tartósságát meghatározzák - az EN 1992 szerinti /tervezési/ nyomószilárdsági értékelés nincs összhangban az EN 206 nyomószilárdsági értékeléssel 7

Használhatósági határállapot időbeni egyértelműsítése: anyagtani tervezéssel /pl. acélbetétek depassziválódása számítással/ 8 S. Leivestad: JWG-Durability Report to TC 104/SC1 and TC 250/SC2, 2014

A tervezési és a betonszabvány közötti konfliktusokat meg kell szüntetni /végre együtt dolgoznak a szerkezettervező és az anyagtanos szabványalkotók/ 9 S. Leivestad: JWG-Durability Report to TC 104/SC1 and TC 250/SC2, 2014

Diszharmónia a karbonátosodással szembeni jelenlegi nemzeti előírásokban Forrás: Structural Concrete, december, 2016 10

A karbonátosodással szembeni jelenlegi előírások esetenként nem biztonságosak és/vagy nem gazdaságosak Leggyakoribb problémák az XC3 környezeti osztályra tervezett szerkezeteknél Vélhetően azért, mert a közvetlen esőtől védett szerkezetek karbonátosodása gyorsabb, mint az esőnek kitetteké, s az esetenkénti nedvesedés felgyorsítja a korróziót. Forrás: Structural Concrete, december, 2016 11

Diszharmónia a kloridhatással szembeni jelenlegi nemzeti előírásokban Forrás: Bulletin 76, fib, december, 2015 12

A kloridhatással szembeni jelenlegi előírások általában nem biztonságosak és/vagy nem gazdaságosak Erős kritika a fib-től Forrás: Bulletin 76, fib, december, 2015 13

Mind a karbonátosodás, mind pedig a kloridok és betonagresszív anyagok okozta korrózióban a fő szerepet a pórusstruktúrában zajló, diffúzió által vezérelt ion- és molekulavándorlás játsza Fick I. diffúziós törvénye (a beton porozitásával jól összefügg) Fick II. diffúziós törvénye (gyenge összefüggés a porozitással) Ennek megfejtéséhez kellett közel 50 év Forrás: VDZ Betonkalender,2000 14

Kezdetben hiába mérték sorra a kloriddiffúziós együtthatókat, a klorid-ionok nem voltak ott, ahol Fick II. diffúziós törvénye szerint az adott időben kellett volna lenniük. Miért? Fick II. diffúziós törvénye Forrás: Dr. Kopecskó Katalin előadása, Ráckeve, 2016 15

Arra a következtetésre jutottak, hogy a klorid-ionok valós vándorlási sebességének modellezéséhez a természeti törvény egyes részeit még nem ismerjük Forrás: Dr. Kopecskó Katalin előadása, Ráckeve, 2015 16

Kiderült, hogy a felületközeli zónában (a beton bőrén ) azért van eltérés, mert ott még a kapilláris abszorpció érvényesül ez főként az utókezeléstől függ 17 Forrás: Bulletin 76, fib, december, 2015

Majd rájöttünk, hogy a beton szövetszerkezetének időbeni változása, cementtípusonként eltérően, de időben folyamatosan módosítja a diffúziós együtthatókat. Tehát a beton bőre alatt végbemenő változások egyediségét a 90-es évek közepére már felismertük, de még nem tudtuk a modellbe beépíteni. α: a cementtípustól függő genetikai jellemző Forrás: Dr. Kopecskó Katalin előadása, Ráckeve, 2015 18

Az USA-ban már 1995-től igyekeznek alkalmazni a mérnökök a teljes valószínűségi alapon történő tartóssági tervezést 19 Bartholomew: Durability design, 2015, Reno, Nevada

Egy rendkívül lényeges megfigyelés Minden anyag idővel tönkremegy, de... minden anyag leromlása egyedi léptékű 20 Bartholomew: Durability design, 2015, Reno, Nevada

Az első, megbízhatósági alapú tervezési modellt 2010. májusban adta ki Washingtonban a fib A károsodások hátterében nagyobbrészt genetikai okok állnak: the ageing factor depending on the type of binder /likely between 0,2-0,8/ 21

Az új műszaki ismeretek tették lehetővé a tartósságra tervezést /ezeket az ismereteket adaptálják szabványba az új környezeti ellenállási osztályok/ 22 S. Leivestad: JWG-Durability Report to TC 104/SC1 and TC 250/SC2, 2014

A cél, hogy ne csak az erőtani, hanem az anyagtani tervezés is mérnöki számításokon alapuljon Mi változik? Az új ellenállási osztályokban számszerűsítjük az egyes károsító hatásokkal szembeni ellenállás mértékét. A hatásoldalon is számszerűsítjük a környezet agresszivitását.... 23 S. Leivestad: JWG-Durability Report to TC 104/SC1 and TC 250/SC2, 2014

2014-es elképzelés az új ellenállási osztályokra 24 S. Leivestad: JWG-Durability Report to TC 104/SC1 and TC 250/SC2, 2014

A tervező hogyan számszerűsítse a használati élettartamot? 25 Forrás: Szatmári Eszter TDK dolgozat, BME Hidak és szerk. Tanszék, 2012

A tervező hogyan számszerűsítse a használati élettartamot? Ellenállás: pl. RC Hatás: pl. XC Betonfedés S. Leivestad: JWG-Durability Report to TC 104/SC1 and TC 250/SC2, 2014 26

A tervező által a hatásoldalon figyelembe vett tényezők a szerkezet várható karbonátosodásához várható rel. páratartalom várható CO 2 -tartalom szerkezet várható átnedvesedése /esős napok aránya/ utókezelés várható időtartama függőleges és védett hely átnedvesedését okozó, uralkodó szélirány gyakorisága Forrás: Structural Concrete, december, 2016 27

A karbonátosodási ellenállási osztályok tartalma Forrás: Structural Concrete, december, 2016 28

Milyen összetételekkel teljesíthetők az egyes karbonátosodási ellenállási osztályok? /viszonylag jó összefüggés van a nyomószil. osztályokkal/ 29 Forrás: Structural Concrete, december, 2016

Kloridbehatolásnál a tervező által a hatásoldalon figyelembe vett tényezők Cl-ion támadáskor várható hőmérséklet várható felületi Cl-ion hatás %/m c konvekciós zóna /utókezelés minősége/ beton kezdeti kloridtartalma Forrás: Bulletin 76, fib, december, 2015 30

Milyen teendője lesz a betongyártóknak és a kivitelezőknek? A betongyártók vizsgálati jegyzőkönyvvel igazolják a karbonátosodás és a kloridáteresztés mértékét. A kloridion-áteresztőképesség 35, 90 és 700 napos méréseivel szemben a karbonátosodást csak 140 napig kell vizsgálni laborklímán. A kivitelezők vizsgálati jegyzőkönyvvel igazolják a betontakarást. A legalább 7 napos vizes tárolásnak megfelelő utókezelés igazolása még nincs véglegesítve. S. Leivestad: JWG-Durability Report to TC 104/SC1 and TC 250/SC2, 2014 31

Hogyan igazoljuk az áteresztőképességet? Talán picit erősebb felkészülést kíván. S. Leivestad: JWG-Durability Report to TC 104/SC1 and TC 250/SC2, 2014 32

Ilyesmi lesz egy kloridos laborjegyzőkönyv A beton kloridáteresztő képessége nem konstans, hanem időben változó mértékű csökkenést mutat S. Leivestad: JWG-Durability Report to TC 104/SC1 and TC 250/SC2, 2014 33

Elsőként az USA-ban alkalmazták az anyagtani ismereteken alapuló tartóssági tervezést 34

Már 1995-ben megjött az első fecske a tartóssági tervezésben Híd a Prince Edward-szigetre Átadás éve: 1997 Szélesség: 11,6 m Hosszúság: 12,9 km Fesztávok: 93-250 m Előregyártott, helyszínen utófeszített elemek 35 M. Bartholomew: Bridge engineers Seminar, Idaho, 2007

Még nem ismertük a Δx konvekciós zónát 36 M. Bartholomew: Bridge engineers Seminar, Idaho, 2007

Még nem ismertük a cementtípusok genetikai kódjait Áátváltva m 2 /s-ra megfelel D RCM,0 =0,50 10-12 értéknek Ma már tudjuk, hogy ez nem konstans 37 M. Bartholomew: Bridge engineers Seminar, Idaho, 2007

Tönkremeneteli modell Fick II. (diffúziós) törvénye szerint Hatásoldali igénybevétel pl. a felcsapódási és jégtáblákkal ütköző zónában: 17,7 kg/m 3 felületről támadó kloridion Ellenállási oldal - frissbeton kloridtartalma-0,05 kg/m 3 -áteresztési együttható: 15,1 mm 2 /év, azaz ~0,5 10-12 m 2 /s -nyomószil. osztály: HPC/55 (valóságban UHPC) -betontakarás: 100 mm Előírt használati élettartam 100 év, a C crit = 1,59 kg/m 3, azaz ~0,4 m%/c mellett Tönkremenetel modellezése: Egy fizikai törvény alapján A tervezéskor, 1995-ben még nem vették figyelembe sem a konvekciós zónát, sem a kortényezőt 38 M. Bartholomew: Bridge engineers Seminar, Idaho, 2007

A múlt századi ismerethiánynak, a bevállalós tervezőnek és minden közreműködőnek köszönhetően várhatóan sok ezer év múlva sem korrodálnak a Konföderációs-híd acélbetétei /mai mérnöki ismereteink szerint/ Ellenállási oldal ábrázolása napjaink laborjegyzőkönyvén Ellenállási oldal a múlt századi terv szerint S. Leivestad: JWG-Durability Report to TC 104/SC1 and TC 250/SC2, 2014 39

40

41

42

43

A pórusméretek eloszlásában mutatkoztak nagy eltérések /a kloridáteresztésnél a nyomószilárdság nem mértékadó/ 30 nm fölötti pórusok rendre: 80, majd 70% Szikktilabor Kft vizsgálatai, 2008 44

Nagy eltérés mutatkozik a pórusméretek eloszlásában még azonos összporozitás mellett is /a kloridáteresztésnél a nyomószilárdság nem mértékadó/ 30 nm fölötti pórusok rendre: 60, majd 20% Szikktilabor Kft vizsgálatai, 2008 45

Az USA-ban szerződésben rögzítik, hogy ki fizeti a bevonat költségét, ha nem jó a betonfedés vagy az áteresztőképesség 46 M. Bartholomew: Bridge engineers Seminar, Idaho, 2007

Ezen a sztrádán nyugodtan száguldozhatnak utódaink még több ezer év múlva is a tengervíz alá kerülő városaink között. 47

48

Lehet, hogy ráérünk még, de azért fontoljuk meg: ~2014-es árszinten a tét: 75 Mrd. /év tervezési díj (kb. 150.000 /tervező év) 49 S. Leivestad: JWG-Durability Report to TC 104/SC1 and TC 250/SC2, 2014

Köszönöm a figyelmet! 50