Badania porównawcze wybranych metod oceny postępu karbonatyzacji betonu

• Autorzy: Woliński P. , Tokarski D.

Warianty tytułu

EN

Comparative studies of selected methods of assessing the progress of carbonation of concrete

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W praktyce najczęściej przyjmuje się, że trwałość podstawowych elementów konstrukcyjnych powinna być nie mniejsza niż przewidywana trwałość budynku. Konstrukcje żelbetowe, zaprojektowane i wykonane z uwzględnieniem wymagań jakości są trwałe. Jednak każda konstrukcja żelbetowa, już od chwili wykonania, ulega stopniowo degradacji, a jedną z przyczyn jej zniszczenia jest często korozja zbrojenia. Celem artykułu jest omówienie wpływu karbonatyzacji otuliny betonowej na trwałość konstrukcji oraz przedstawienie mechanizmów karbonatyzacji. Zakres pracy obejmuje przebieg karbonatyzacji otuliny betonowej stali zbrojeniowej oraz badania nad metodyką oceny postępu karbonatyzacji w betonie. Dla długoterminowego użytkowania konstrukcji żelbetowych najważniejszą sprawą jest to, aby na powierzchni stali w wyniku reakcji między alkalicznym cementem a stalą tworzyła się cienka warstewka ochronna, która chroni stal zbrojeniową przed rdzewieniem. Jedną z najczęstszych przyczyn korozji zbrojenia jest uszkadzanie tej warstewki w wyniku karbonatyzacji otuliny. Tempo karbonatyzacji zależy od wielu czynników, jak zwartość betonu, czas trwania działania CO₂, wilgotność betonu, zawartość wolnego, czyli zdatnego do reakcji wapna w kamieniu cementowym itd. Gdy warstwa skarbonatyzowana osiągnie płaszczyznę zbrojenia stalowego ochrona stali przed korozją przestaje istnieć. Zaczyna się proces rdzewienia stali, gdy jest dostatecznie dużo wody i tlenu.

EN

In practice it is generally assumed that the durability of the basic components should not be less than the expected durability of the building. Reinforced concrete structures, designed and constructed with regard to quality requirements, are durable. However, every reinforced concrete structure, from the moment of its execution, is gradually degraded, and one of the reasons for its destruction is often the corrosion of reinforcement. The aim of this article is to discuss the effect of carbonation of concrete cover on the durability of the structure and the presentation of carbonation mechanisms. The scope of work covers the course of carbonation of reinforced concrete reinforcement and research on the methodology for evaluating the progress of carbonation in concrete. For the long-term use of reinforced concrete structures, the most important thing is that a thin protective film forms on the surface of the steel as a result of the reaction between the alkali cement and the steel, which protects the reinforcing steel from rust. One of the most common causes of corrosion of reinforcement is the damage to this film as a result of carbonation of the cover. The rate of carbonation depends on many factors such as concrete density, CO₂ duration, concrete moisture content, free content, ie lime-responsive cementite, etc. When the carbonate layer reaches the steel reinforcement surface, the corrosion protection of the steel ceases to exist. The rusting process starts when there is enough water and oxygen.

Słowa kluczowe

PL

karbonatyzacja betonu; konstrukcje żelbetowe; badanie porównawcze

EN

concrete carbonation; reinforced concrete structures; comparative testing

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 18, nr 12
• Strony: 481--485, CD
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Woliński P.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej

autor

Tokarski D.

• Państwowa Szkoła Wyższa im. Papieża Jana Pawła II w Białej Podlaskiej, Wydział Nauk Ekonomicznych i Technicznych, Katedra Nauk Technicznych, Zakład Budownictwa

Bibliografia

• 1. Czarnecki L., Emmons P.H., Naprawa i ochrona konstrukcji betonowych, Polski Cement, Kraków 2002.
• 2. Czarnecki L., Woyciechowski P., Metody oceny przebiegu karbonatyzacji betonu, Materiały Budowlane 2/2008.
• 3. Wieczorek G., Korozja zbrojenia inicjowana przez chlorki lub karbonatyzację otuliny, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne Wrocław 2002.
• 4. Wieczorek G., Korozja stali w betonie efekt dodatku Dikszopt, Raport Nr NC-26/WG/90, Warszawa 1990.
• 5. Ściślewski Z., Trwałość konstrukcji żelbetowych, Wydawnictwo ITB Warszawa 1995.
• 6. Rauen A., Schaden an Spannbetonbauteilen aus Tonerdeschmelzzement, Betonstein-Zeitung, No 12/1975.
• 7. Ho D.W.S., Lewis R.K., The specification of concrete for reinforcement protection - performance criteria and compliance by strength, Cement and Concrete Research 18, 1988.
• 8. Brandta A., M., Praca zbiorowa, Zastosowanie popiołów lotnych z kotłów fluidalnych w betonach konstrukcyjnych, PAN, Warszawa 2010.
• 9. Ściślewski Z., Ochrona konstrukcji żelbetowych, Arkady, Warszawa 1999.
• 10. Bucher R., Diederich P., Escadeillas G., Cyr M., Service life of metakaolin-based concrete exposed to carbonation: Comparison with blended cement containing fly ash, blast furnace slag and limestone filler, Cement and Concrete Research, Vol. 99, September 2017.
• 11. Leemann A., Nygaard P., Kaufmann J., Loser R., Relation between carbonation resistance, mix design and exposure of mortar and concrete, Cement and Concrete Composites, Vol 62, September 2015.
• 12. Fattuhi N. I., Carbonation of concreteas affected by mix constituents and initial water curing period, Materiaux et Constructions, 19, 1988.
• 13. Więcławski R., Garbacz A., Badanie profilu karbonatyzacji betonów eksponowanych w warunkach naturalnych, Konf. Kontra 04, Zakopane 2004.
• 14. Więcławski R., Przebieg karbonatyzacji betonów w środowisku miejsko-przemysłowym, rozprawa doktorska, Politechnika Warszawska, Warszawa 2002.
• 15. Woyciechowski P., Model Karbonatyzacji betonu, Prace naukowe budownictwo z.157, Oficyna wydawnicza PW Warszawa 2013.
• 16. Chunhua Lu, Ronggui Liu, Predicting Carbonation Depth of Prestressed Concrete under Different Stress States Using Artificial Neural Netwrk, Advances in Artificial Neural Systems, vol. 2009.
• 17. Utgenannt P., The influence of ageing on the salt-frost resistance of concrete, doctoral thesis, Lund University, 2004.
• 18. Vesikari E., Ferreira M., Frost deterioration process and interaction witch carbonation and chloride penetration analysis and modelling of test results, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo 2011.
• 19. Czarnecki L., WoyciechowskiP., Metody oceny przebiegu karbonatyzacji betonu Materiały II Smpozjum naukowo-techniczne Trwałość Betonu, Górażdze Cement, Kraków 2008.
• 20. Czarnecki L., (ed.) Beton wg. normy PN-EN 206-1 Komentarz Polski Cement, Kraków 2004.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)