Destruction of waterproofing membrane on the viaduct deck to blisters containing hydrogen

• Autorzy: Chmielewska B.

Warianty tytułu

PL

Zniszczenie izolacji przeciwwodnej na płycie estakady przez pęcherze zawierające wodór

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Many millions of cubic meters of concrete modified with silica fume have been placed over the years. Moreover high performance concrete (hpc) does not exist without microsilica additive. The advantage of the use of silica fume in concrete technology is described in many papers. In the initial stage of development of hpc technology the negative consequences of silica fume usage was not discussed. However with time such symptoms occurred. Among others concern has been raised over possible risks of hydrogen formation due to free silicon (Si) contained in silica fume. Phenomenon turned out thermodynamically possible and appeared as significant in engineering practice. Paper presents a case study when hydrogen has been detected in blisters of bituminous waterproofing membranes on the viaduct deck made of high performance concrete.

PL

Przez lata wykonano i wbudowano z sukcesem wiele milionów metrów sześciennych betonu modyfikowanego pyłem krzemionkowym. Beton wysokiej wartości (hpc) nie istnieje bez dodatku mikrokrzemionki. Korzyści jakie wynikają ze stosowania pyłu krzemionkowego opisano w wielu publikacjach. W początkowym etapie rozwoju technologii betonu hpc nie rozważono negatywnych skutków stosowania pyłu krzemionkowego. Jednakże z upływem czasu pojawiły się także symptomy. Między innymi stwierdzono możliwość wystąpienia ryzyka tworzenia się wodoru, powodowanego obecnością wolnego krzemu (Si) w pyle krzemionkowym. Występowanie zjawiska okazało się termodynamicznie prawdopodobne i ujawniło swe znaczenie w praktyce inżynierskiej. Przedstawiono analizę przypadku wydzielania wodoru jako przyczynę bardzo intensywnego spęcherzenia przeciwwodnej izolacji bitumicznej na betonowej płycie estakady wykonanej z betonu wysokiej wytrzymałości.

Słowa kluczowe

EN

silica fume; silicon; high performance concrete; blistering; hydrogen; waterproofing membrane

PL

izolacja przeciwwodna; zniszczenie; płyta estakady; pęcherzenie; wodór; pył krzemionkowy; krzem; beton wysokiej wytrzymałości

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 53, nr 4
• Strony: 683--696
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., il.

Twórcy

autor

Chmielewska B.

• Civil Engineering Faculty, Warsaw University of Technology, Warszawa, Poland,

Bibliografia

• 1. W. NOCUŃ-WCZELIK, Pyl krzemionkowy - właściwości zastosowanie w betonie, Polski Cement, 2005.
• 2. Z. GIERGICZNY, J. MAŁOLEPSZY, J. SZWABOWSKI, J. ŚLIWIŃSKI, Cementy z dodatkami mineralnymi w technologii betonów nowej generacji, Górażdże Cement, Opole 2002.
• 3. P-C. AITCIN, Developments in the application of high-performance concretes, Constructions and Building Material, l, 9, 13-17, 1995.
• 4. P. BENTZ, O. M. JENEN, A. M. COAT, F. P. GLASSER, Influence of silica fume on diffusivity in cement-base materials I Experimental and computer modeling studies on cement paste, Cement an Concrete Research, 30, 953-962, 2000.
• 5. B. PERSON, Seven-Year study on the effect of silica fume in concrete, Advanced Cement Based Material, 7,439-155, 1998.
• 6. D. BENTZ, P. STUTZMAN, Evolution of porosity and calcium hydroxide in laboratory concretes containing silica fume, Cement and Concrete Research, 24, 1044-1050, 1994.
• 7. O. M. JENEN, P. F. HANEN, Autogenous deformation and change of the relative humidity in silica fume -modified cement paste, ACI Materials Journal, 93, 3, 539-543, 1996.
• 8. C. HUA, P. ACKER, A. EHRLACHER, Analyses and models of the autogenous shrinkage of hardening cement paste, Cement Concrete Research, 7, 25, 1457-1468, 1995.
• 9. S. IGARASHI, H. R. KUBO, M. KAWAMURA, Long-term volume changes and microcracks formation in high strength mortars, Cement Concrete Research, 30, 943-951, 2000.
• 10. P. R. RANGARAJU, J. OLEK, Evaluation of the potential of densified silica fume to cause alkali -silica reaction in cementitious matrices using a modified ASTM C 1260 test procedure, Cement, Concrete Aggregate, 22, 2, 150-159, 2000.
• 11. S. DIAMOND, S. SAHU, N. THAULOW, Reaction products of densified silica fume agglomerates in concrete, Cement Concrete Research., 34, 1625-1632, 2004.
• 12. Ch-S. POON, S. AZHAR, M. ANSON, Y-L. WONG, Comparison of the strength and durability performance of normal- and high strength pozzolanic concretes at elevated temperature, Cement Concrete Research, 31, 1291-1300, 2001.
• 13. M. HUSEM, The effects o f high temperature on compressive and flexural strengths of ordinary and high performance concrete, Fire Safety Journal, 41, 155-16, 2006.
• 14. J. ŚLIWIŃSKI, W. EHRENFELD, Zachowanie się betonu wysokowartościowego z dodatkiem mikrokrzemionki w warunkach wysokiej temperatury, CWB, 3, 103-107, 1998.
• 15. K. D. HERTZ, Limits of spalling of fire-exposed concrete, Fire Safety Journal, 38, 103-116, 2003.
• 16. M. BUJL, P. WITIER, A. M. PAILLERE, Study of the production of hydrogen gas by the silica fume in cementitious materials, Laboratoire Central des Ponts et Chaussees, CANMET, September 1992.
• 17. M. EDWARDS-LAJNEF, P. C. AITCIN, F. WENGER, P. VIERS, J. GALLAND, Test Method for the Potential Release of Hydrogen Gas from Silica Fume, Cement, Concrete and Aggregate, 2, 19, 64-69, 1997.
• 18. P. FIDJESTOL, O. JORGENSEN, Hydrogen Evaluation in Concrete Due to Free Silicon Metal in Microsilica, Cement, Concrete and Aggregate, 2, 19, 70-75, 1997.
• 19. M-H. ZHANG, V. M. MALHOTRA, S. J. WOLSIEFER, Determination of free silicon content in silica fume and its effect on volume of gas released from mortars incorporating silica fume, ACI Materials Journal, 5, 97, 576-586, 2000.
• 20. B. CHMIELEWSKA, L. CZARNECKI, Z. CZARNECKI, M. WOLAŃSKI, Zniszczenie izolacji bitumicznej na żelbetowej płycie estakady spowodowane wydzielaniem wodoru prze beton, Inżynieria i Budownictwo, 10, 534-537, 2004.
• 21. B. CHMIELEWSKA, Pyl krzemionkowy jako niezamierzone źródło wodoru w betonie - analiza zjawiska spęcherzenia mostowej izolacji przeciwwodnej, Materiały konferencyjne, Dni Betonu, Wisła 2006, 941-952.
• 22. L. CZARNECKI, P. ŁUKOWSKI, A. SWIETŁOW, Pęcherzenie powłok żywicznych i sposoby zapobiegania temu zjawisku, Ochrona przed Korozją, 10, 227-231, 1989.
• 23. C. J. KORHONEN, J. S. BUSKA, E. R. CORTEZ, A. R. GREATOREX, Procedures for the evaluation of sheet membrane waterproofing. Special Report 99-11 US Army Corps of Engineering, 1999.
• 24. D. FLEMING, Shedding lights on osmosis in resin flooring, Protective Coating Europe, 2, 9, 2004.
• 25. K. LAUKKANEN, H. PAROLL, P. PITKÄNEN, E. VESIKARI, Prevention of bridge deck sheet membrane waterproofing blistering. Finnish National Road Administration, Helsinki Finał report 45/1998.
• 26. A. TRAMER, T. TOPOLNICKA, T. KORDAS, H. WEŁEGA-CHWASTEK, T. WALA, Analiza przyczyn powstawania pęcherzy gazowych na styku warstwy izolacyjnej z betonową płytą estakady, IChPW Zabrze, listopad 2006, http://www.ichpw.zabrze.pl/?p=pl/menu/h/h02/index
• 27. W. UFNALSKI, Analiza termodynamiczna procesów wydzielania gazowego wodoru w wyniku reakcji krzemu z wodą lub wodorotlenkiem wapnia [in Polish], study report, Warsaw University of Technology, Warsaw 2004.