Effect of cover thickness on reinforcement corrosion in large plate elements exploited in two different exposure classes – A case study

• Autorzy: Raczkiewicz Wioletta , Bacharz Kamil , Bacharz Magdalena

Identyfikatory

DOI

10.12913/22998624/199483

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In reinforced concrete structures, a key influence on the protection of reinforcement against corrosion is the properly designed and constructed concrete cover, the thickness of which should be adopted according to the exposure class in which the structure will be used. This article presents the standard guidelines for the design of concrete cover and the changes that have been made in this area in successive standards with a noticeable trend toward increasingly stringent regulations. Also summarized are results of tests performed for two elements of the structure of a residential building (made with W-70/MK large slab technology) designed for two different exposure classes, i.e. the exterior wall of the loggia and the interior wall of the kitchen, in which improperly executed concrete cover led to the development of corrosion of the reinforcement. Tests were performed by non-destructive methods using PS 200 ferroscan to determine the distribution of rebar and the thickness of the cover, and the polarized galvanostatic pulse method to assess the corrosion of the reinforcement.

Słowa kluczowe

EN

concrete cover; corrosion; reinforcement; exposure class; non-destructive methods

• Wydawca: Lublin University of Technology ; Polish Society of Ecological Engineering (PTIE), Branch of PTIE in Lublin
• Czasopismo: Advances in Science and Technology. Research Journal
• Rocznik: 2025
• Tom: Vol. 19, no. 3
• Strony: 158--171
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Raczkiewicz Wioletta

• Department of Building Structures, Kielce University of Technology, Aleja Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-5929-3571

autor

Bacharz Kamil

• Department of Strength of Materials and Structures Diagnostics, Kielce University of Technology, Aleja Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-6626-6202

autor

Bacharz Magdalena

• Department of Strength of Materials and Structures Diagnostics, Kielce University of Technology, Aleja Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-8204-1938

Bibliografia

• 1. Skrzypczak I., Buda-Ożóg L., Słowika M., Projektowanie elementów żelbetowych z założoną niezawodnością. Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture. 2014, 61, 503–510, https://doi.org/10.7862/rb.2014.116.
• 2. Kujda J., Buda-Ożóg L., Analiza niezawodności tarcz żelbetowych projektowanych metodą ST. Journal of Civil Engineering, Environment And Architecture. 2017, 64, 257–268.
• 3. Baroth J., Schoefs F., Breysse D., Construction Reliability: Safety, Variability, and Sustainability, Wiley_ISTE, New Jersey, 2013. https://doi.org/10.1002/9781118601099.
• 4. PN-EN 1990:2004, Eurokod – Podstawy projektowania konstrukcji, PKN, Warszawa 2004.
• 5. Matsushima M., Tsutsumi T., Seki H., Matsui K., A study of the application of reliability theory to the design of concrete cover. Magazine of Concrete Research, 1998, 50(1), 5–16, https://doi.org/10.1680/macr.1998.50.1.5.
• 6. Zhang K., Xiao J., Zhang Q., Journal of Building Engineering. 2021, 39, https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.102320.
• 7. Xudong Shi, Teng-Hooi Tan, Kang-Hai Tan, Zhenhai Guo, Influence of Concrete Cover on Fire Resistance of Reinforced Concrete Flexural Members. Journal of Structural Engineering. 2004, 130(8), 1225–1232, https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2004)130:8(1225).
• 8. PN-EN 1992-1-1:2008, Eurokod 2 – Projektowania konstrukcji z betonu: Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków, PKN, Warszawa, 2008.
• 9. Tworzewski P., Ocena stanów granicznych giętnych elementów żelbetowych za pomocą optycznego systemu pomiarowego, Rozprawa doktorska, Kielce, 2016.
• 10. Recha F., Modelowanie degradacji elementów żelbetowych w wyniku korozji zbrojenia. Rozprawa doktorska, Kielce, 2021.
• 11. Wlawicz J., Nkiel L., Efektywność ekonomiczna wybranych systemów konstrukcyjno-montażowych stosowanych w spółdzielczym budownictwie mieszkaniowym w Łodzi. ACTA Universitatis Łodziensis. 1988, 83, 19–49.
• 12. Bieranowski P., Innowacyjna metodyka szacowania wpływu nieperfekcji montażowych na bezpieczeństwo wewnętrznych elementów płytowych w konstrukcjach budynków wielkopłytowych. XXIV Szkoła Komputerowego Wspomagania Projektowania, Wytwarzania i Eksploatacji, 2020, Jurata, 14–18.
• 13. Kosno Ł., Sławski Ł., Świt G., Efektywność badań georadarowych przy ocenie poprawności wykonania i stanu technicznego konstrukcji z elementów prefabrykowanych. Journal of Civil Engineering, Environment And Architecture. 2016, 52, 19–26.
• 14. Dębowski J., Wpływ ukrytych wad wykonawczych na trwałość budynków wielkopłytowych, Praca doktorska, Politechnika Krakowska, Kraków 2008.
• 15. Nykiel L., Kierunki rozwoju przekształceń rynku mieszkaniowego w Polsce. Studia i Materiały Towarzystwa Naukowego Nieruchomości. 2008, 16, 77–91.
• 16. Wardach M., Mackiewicz M., Kretnowski J., Knyziak P., Ocena stanu technicznego nieukończonych lub czasowo wyłączonych z eksploatacji obiektów wykonanych w technologii wielkiej płyty, Materiały Budowlane, 2022, 4(4), 106–109, https://doi.org/10.15199/33.2022.04.19.
• 17. Lewicki B., Metodyka oceny stanu technicznego konstrukcji budynków wielkopłytowych. Instrukcja 371/2002, Warszawa 2002.
• 18. Knyziak P., Nieprawidłowe użytkowanie i modernizowanie głównymi zagrożeniami trwałości budynków z wielkiej płyty, Awarie budowlane: zapobieganie, diagnostyka, naprawy, rekonstrukcje Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie, 2017, 283–294.
• 19. Kanoniczak M., Knyziak P., Uszkodzenia i zniszczenia wewnętrznych elementów budynków wykonanych w technologii wielkiej płyty oraz sposoby ich naprawy w ramach prawidłowej działalności remontowo-eksploatacyjnej, Builder, 2021, 294(1), 4–8, https://doi.org/10.5604/01.3001.0015.5798.
• 20. PN-84/B-03264 – Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie. Wydanie nr 2. Wydawnictwo Normalizacyjne ALFA, Warszawa 1987.
• 21. PN-80/B-01800 – Antykorozyjne zabezpieczenia w budownictwie. Konstrukcje betonowe i żelbetowe. Klasyfikacja i określenie środowisk. Wydawnictwo Normalizacyjne ALFA, Warszawa 1981.
• 22. PN-B-03264:1999 – Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone -- Obliczenia statyczne i projektowanie. PKN, Warszawa, 1999.
• 23. PN-B-03264:2002 – Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone -- Obliczenia statyczne i projektowanie. PKN, Warszawa, 2002.
• 24. Zamorowski W., Gremza G., Nowa polska norma „Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone” - podstawowe różnice pomiędzy PN-B-03264;1984 i PN-B-03264:2002, odnoszące się do zagadnień materiałowych i trwałości konstrukcji. Budownictwo Górnicze i Tunelowe. 2003, 4, 30–36.
• 25. PN-EN 206+A1:2016-12 – Beton -- Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność. PKN, Warszawa, 2017.
• 26. PN-B-06265:2022-08 - Wymagania, właściwości użytkowe, produkcja i zgodność -- Krajowe uzupełnienie PN-EN 206+A2:2021-08, PKN, Warszawa. 2022.
• 27. PN-EN 1992-1-2:2008 Eurokod 2 – Projektowanie konstrukcji z betonu -- Część 1-2: Reguły ogólne -- Projektowanie z uwagi na warunki pożarowe. PKN. Warszawa 2008.
• 28. prEN 1992-1-1 Design of concrete structures - Part 1-1: General rules - Rules for buildings, bridges and civil engineering structures, 2021.
• 29. Raczkiewicz W., Bacharz K., Bacharz M., Grzmil W., Manufacturing Errors of Concrete Cover as a Reason of Reinforcement Corrosion in a Precast Element—Case Study. MDPI Coatings. 2019, 9(702), 1–12.
• 30. Hilti PS 200 Operating Instruction, Liechtenstein, 2013.
• 31. Raczkiewicz W., Zestaw pomiarowy GP-5000 Galva-PulseTM jako przykład aparatury wykorzystywanej do oceny procesu korozji zbrojenia w betonie. Aparatura Badawcza i Dydaktyczna. 2014, 19(1), 85–91.
• 32. Kobayashi T., Shockey D.A., Fracture surface topography analysis (FRASTA)—Development, accomplishments, and future applications, Engineering Fracture Mechanics, 2010, 77(12), 2370–2384.
• 33. Macek W., Kopec M., Laska A., Kowalewski Z.L., Entire fracture surface topography parameters for fatigue life assessment of 10H2M steel, Journal of Constructional Steel Research, 2024, 221.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).