PTE Pollack Mihály Műszaki és Informatikai Kar 7624 Pécs, Boszorkány út 2. Roncsolás-mentes diagnosztika Építő- és építészmérnök MSc hallgatók részére Az anyagot összeállította: Balogh Tamás e. tanársegéd balogh.tamas84@gmail.com Pécs, 2014 1
Roncsolás-mentes diagnosztika Nagyszámú vasbeton műtárgy készült eddig a XX. század első felétől kezdve, a XX. században épült vasbeton szerkezetek esetében eltérő volt a szabvány, mások voltak a technológiai megkötések. Az építés óta a szerkezetek folyamatos környezeti és üzemeltetési hatásoknak vannak kitéve, a felújítás vagy nem teljes körű vagy nem történt/történik meg a rendelkezésre álló pénzügyi forrásoktól függően. A felújítási munkálatok elmaradása miatt a romlási folyamatok gyorsabb ütemben mentek végbe és a hátralévő használati élettartam lerövidül. Ahhoz, hogy a szerkezetek állapotáról kellő biztonsággal véleményt lehessen alkotni, diagnosztikára van szükség 2. A helyszíni roncsolás-mentes diagnosztika eszközei, módszerei Ultrahangos vizsgálat (betonoszkóp) Fizikai jellemzők meghatározására alkalmas vizsgálati módszer, az ultrahang-impulzus két anyag határrétegén visszaverődik, így a szerkezeti inhomogenitás (repedések, fészkek, kisebb-nagyobb tárgyak) helyei megállapíthatók. Az ultrahangos vizsgálatok alkalmasak a szilárdság, beton tömörség, belső üregek felderítésére és repedésmélység meghatározására (3. ábra). 1. Vasbetonszerkezetek korróziója A korrózió kialakulását (1. ábra) elősegítő tényezők a kivitelezési hibák, bedolgozási, technológiai problémák és az utókezelési problémák. 1. ábra: Vasbetonszerkezetek tönkremenetele korrózió hatására 2. ábra: Ultrahangos vizsgálóberendezés 2
3. ábra: Üregek, tömörség meghatározása, repedésmélység meghatározása 4. ábra: Schmidt-kalapács A vizsgálat végrehajtásának lépései: A vizsgálat végrehajtása előtt a felületet elő kell készíteni, le kell csiszolni Kb. 15 cm átmérőjű körben 10 db-ot kell ütni a felületre Az eszköz nem képes a beton mélyebb rétegek állapotát meghatározni, csak limitált területre és kb. 20 30 mm mélységre ad értéket Schmidt-kalapács nyomószilárdság meghatározása A legelterjedtebb vizsgáló eszköz, egyszerű, olcsó és gyors, a vizsgálat a rugalmas visszapattanás elvén alapul. Leszakító vizsgálat tapadó-húzószilárdság vizsgálata Elve: egy korongot ragasztunk a felületre és azt egy hidraulikus berendezéssel felszakítjuk. A beton húzószilárdságának és a felvitt réteg (pl. lőttbeton, festékek) tapadó-szilárdságának mérésére alkalmas. 5. ábra: Leszakító készülék 3
Elektromágneses vaskereső acélbetétek helyének meghatározása Elve: a műszer által gerjesztett térbe kerülő ferromágneses anyagokban áram indukálódik. A vizsgálattal az acélbetétek átmérője és elhelyezkedése, ezáltal a betonfedés is mérhető. Az eszköz arra lett kifejlesztve, hogy a felület közelben elhelyezkedő acélbetéteket, feszítőbetéteket képes legyen megtalálni (6. ábra). 6. ábra: Az elektromágneses vaskereső működés közben 3. A roncsolás-mentes diagnosztikai eszközök alkalmazása a gyakorlatban - Esettanulmányok 7. ábra: Pécsi Árpádhíd felhajtóágának nézete 3.1 Felüljáró felhajtóágának vizsgálata Építés éve: 1973, 9 nyílású, Gerber-csuklós, monolit vasbeton híd. Támaszköz: 15,22 m, útpálya szélessége: 0,50 + 6,36 + 0,50 m, a műtárgy teljes hossza: 136,88 m. (7. ábra) A felhajtóág fontos szerepet játszik a városi közlekedésben, mely szerkezet felújításához 2009-ben felújítási tervdokumentáció készült. Az állapotvizsgálat célja volt a felújítási koncepció felülvizsgálata, a teljes hídszerkezet jelenlegi állapotának felmérése. A pillérek károsodásai A károsodott területeken ugyanolyan típusú károsodásokat lehetett megfigyelni, a betonfedés a pillérek víz által áztatott részeiről táblákban levált, bedolgozási hibák is megfigyelhetőek voltak (8. ábra, 9. ábra). 9. ábra: Tapadó-szilárdság vizsgálata 4
Hengeres víztorony állapotvizsgálata A csúszózsalus technológiát tekintve a legrégebbiek és legegyszerűbbek a hengeres toronytörzsű víztornyok. 1966. év végén a Keletmagyarországi Vízügyi Építő Vállalat (KEVIÉP) megbízást adott a MÉLYÉPTERV-nek 10 db különböző fenékmagasságú víztorony tanulmánytervének elkészítésére (10. ábra). A hengeres víztornyok az alföldi és a dél-dunántúli régiókban találhatóak meg. 10. ábra: KEVIÉP víztoronycsalád Ebből a családból származó hengeres kialakítású csúszózsalus technológiával épített víztornyok tartószerkezeti rendszere egy vasbeton körlemez alapra befogott monolit vasbeton hengerpalást, melybe a felső zónában kezelőfödém tárcsa, e fölött egy külön beépített monolit vasbeton víztartály, majd zárószerkezetként egy monolit vasbeton lemezfödém van beépítve. A víztartály a toronytörzstől függetlenített monolit vasbeton hengertartály, és minden kapcsolat monolitikus kialakítású. A vasbeton tartópillérek korróziós károsodása Megállapítások A tartósságot biztosító betonfedés elvált/levált, az acélbetétek védelem nélkül ki vannak téve az ártalmas károsító tényezőknek. A felújítási tervezés folyamán globális, a csatlakozó szerkezetekre, rendszerekre kiterjedő tervezést kell elvégezni. 11. ábra: Víztorony rajza és nézete 5
A csúszózsalus kivitelezési technológiából adódóan a csúszózsaluzat mozgatása során keletkező erők a frissbetont fellazították, így oda a csapadékvíz könnyen be tudott hatolni, később a környezeti hatások a károsodás mértékét súlyosbították. A kivitelezési technológia során nem fordítottak elegendő figyelmet a betonfedés biztosítására, valamint a beton bedolgozása helyenként nem volt megfelelő. A technológiai repedéseken behatoló csapadékvíz a betonacél korrózióját segítette elő és a repedésekben megfagyott víz a betonfedés helyenkénti leválásához vezetett (12. ábra). Műemlék víztorony állapotvizsgálata 12. ábra: Hengeres toronytörzs károsodásai Víztartály falának vizsgálata A víztartály falának vizsgálatát ultrahangos vizsgálóberendezéssel végeztük el. A vizsgálat célja volt a repedések vizsgálata a belső vasbeton falon a repedések mélységének meghatározása (13. ábra). A repedések mélysége határozza meg a felújítás módját, teljes átrepedés esetén más technológia alkalmazandó, mint kis repedésmélység esetén. A víztorony jelenleg használaton kívüli állapotban van és az ivóvízhálózatnak már régóta nem része. Balesetveszély miatt el van kerítve és a lehulló betondarabok miatt szükségessé vált az építmény állagvizsgálata. A torony további sorsa kérdéses (14. ábra). Főbb problémák A betontakarás az elvárható mértékűnek nem felel meg és a betonacélok korrózió ellen védtelenek. A pilléreken megfigyelhetőek voltak saroklepattogzások, csorbulások, függőleges repedések (15. ábra). 6
14. ábra: A műemlék víztorony nézete 16. ábra: Helyszíni diagnosztika: tapadó-szilárdság, szilárdság, vaskeresés Megállapítások A vasbetonszerkezet legnagyobb mértékű károsodásai a túlságosan alacsony betonfedésből és az ebből következő betonfedésleválásból és korrózióból adódnak. A szerkezet legnagyobb akut problémája a betonfedés valamint a vakolati réteg leválása és leesése, ami az épület alatt tartózkodók számára életveszélyt jelent. 15. ábra: Pillérek és a tartály burkolatának károsodásai, a tartály vasbeton tartószerkezete Hivatkozások http://www.canin-concrete-corrosion.com/corrosioncontrol.html http://www.proceq.com/en/non-destructive-testequipment/concrete-testing.html?pqr=2 http://www.dombovarivizmu.hu/hir/hir_200809_01.htm 7