Diagnostyka przedwczesnych uszkodzeń betonowych posadzek przemysłowych utwardzanych powierzchniowo

• Autorzy: Glinicki Michał A. , Jóźwiak-Niedźwiedzka Daria , Brandt Andrzej M.

Identyfikatory

DOI

10.32047/CWB.2023.28.6.4

Warianty tytułu

EN

Diagnostics of premature damage to surface-hardened industrial concrete floors

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań diagnostycznych betonowych posadzek przemysłowych utwardzanych powierzchniowo. Wybrane przykłady posadzek obejmowały przedwczesne uszkodzenia warstw powierzchniowych, wykazujących intensywne pylenie, miejscowe delaminacje i obszarowe odpryski, bez uszkodzeń układu konstrukcyjnego. Zastosowano technikę ilościowych badań petrograficznych betonu na próbkach-odwiertach z posadzek, obejmujących analizę cyfrowych obrazów mikroskopowych z mikroskopu optycznego polaryzacyjnego i mikroskopu skaningowego. Posypkę utwardzającą i sproszkowane próbki matrycy cementowej badano za pomocą termicznej analizy różnicowej i dyfraktometrii rentgenowskiej. Metodę badania mikrotwardości wykorzystano do oceny miejscowego zróżnicowania właściwości mechanicznych. W przekrojach betonu zidentyfikowano obszary niejednorodności rozkładu porów powietrznych, zlokalizowano obszary o podwyższonej porowatości i obszary spękań w betonie, oznaczono lokalną zmienność składu fazowego produktów hydratacji cementu oraz występowanie obszarów skarbonatyzowanych. Na tej podstawie przedyskutowano przyczyny powstania uszkodzeń. Wykazano kluczową rolę ilościowych badań petrograficznych w diagnozowaniu przedwczesnych powierzchniowych uszkodzeń posadzek przemysłowych.

EN

The article presents the diagnostic results on surface-hardened industrial concrete floors. Selected examples of floors showcased premature damage to surface layers, characterized by intense dusting, delamination, and local spalling, while the structural system remained unaffected. Quantitative petrographic analysis of concrete was applied to core specimens from the floors, involving the examination of digital images from a polarizing optical microscope and a scanning electron microscope. The hardening compound and powdered specimens of the cement matrix were characterized using differential thermal analysis and X-ray diffraction. A multiple microindentation method was employed to assess local variations in mechanical properties. Concrete cross-section analysis revealed areas with a non-uniform distribution of air voids, identified regions exhibiting increased porosity, highlighted areas of cracking in the concrete, indicated local variability in the phase composition of cement hydration products, and pointed out the presence of carbonated areas. The causes of the damage were discussed based on these findings. The crucial role of quantitative petrographic analysis in diagnosing premature surface damage to industrial floors was demonstrated.

Słowa kluczowe

PL

beton; delaminacja; mikroskopia ilościowa; porowatość; posadzka przemysłowa; pylenie; utwardzanie powierzchniowe

EN

concrete; delamination; quantitative microscopy; porosity; industrial floor; dusting; surface hardening

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 28, nr 6
• Strony: 409--427
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Glinicki Michał A.

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, Warsaw, Poland

autor

Jóźwiak-Niedźwiedzka Daria

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, Warsaw, Poland

autor

Brandt Andrzej M.

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. A. Nowacki, Warunki techniczne wykonania i odbioru robót budowlanych część B: Roboty wykończeniowe zeszyt 8: Posadzki betonowe utwardzone powierzchniowo preparatami proszkowymi, Instytut Techniki Budowlanej, 2023.
• 2. P. Woyciechowski, G. Adamczewski, W. Radomski, M. Jasak, R. Palacz, Warunki wykonywania posadzek betonowych a ich jakość eksploatacyjna, Materiały Budowlane, 9, 8-10 (2014).
• 3. Technical Report 34. Concrete industrial ground floors. A guide to design and construction, Fourth Edition, The Concrete Society, 2016.
• 4. L. Czarnecki, Defects and damage of floors, in: Industrial Floors - RILEM TC 184-IFE: State-of-the-Art Report, 2006, 34-44.
• 5. Ł. Drobiec, Diagnostyka posadzek przemysłowych, Materiały Budowlane, nr 10, 6-8 (2021).
• 6. B.G. Chmielewska, G. Adamczewski, Wady i naprawy posadzek przemysłowych utwardzonych powierzchniowo, XXVI Konferencja Naukowo-Techniczna. Awarie budowlane. Zapobieganie diagnostyka naprawy rekonstrukcje. 2013, 777-786.
• 7. M.A. Glinicki, R. Krzywobłocka-Laurów, K. Ładyżyński, Wpływ składu kruszywa na uszkodzenia betonowych posadzek przemysłowych, XVIII Konferencja Naukowo Techniczna „Beton i prefabrykacja - Jadwisin 2002”, CEBET, Tom 1, 106-111.
• 8. L. Wolff, Defects and Damage of Joints, in: Industrial Floors - RILEM TC 184-IFE: State-of-the-Art Report, 2006, 45-60.
• 9. A.M. Brandt i J. Kasperkiewicz, (red.) Metody diagnozowania betonów i betonów wysoko-wartościowych na podstawie badań strukturalnych, IPPT PAN - NATO, 2003.
• 10. A.M. Brandt, M.A. Glinicki, Ocena jakości betonu w budynku, który uległ katastrofie w wyniku przemrożenia betonu, XXII Konferencja Naukowo-Techniczna „Awarie budowlane”, Szczecin-Międzyzdroje, Wyd. Politechniki Szczecińskiej, 2005, 163-171.
• 11. P. Hajduk, Projektowanie i ocena techniczna betonowych podłóg przemysłowych, PWN, 2018.
• 12. D. Jóźwiak-Niedźwiedzka, Z. Tucholski, Wiadukt żelbetowy z początków XX wieku - analiza mikrostruktury stuletniego betonu, Drogi i Mosty, 9(3), 23-37 (2010).
• 13. M.A. Glinicki, M. Zieliński, The influence of CFBC fly ash addition on phase composition of air-entrained concrete, Bulletin of the Polish Academy of Sciences -Technical Sciences, 56(1), 45-52 (2008).
• 14. Instrukcja ITB nr 357/98 Badania składu fazowego betonu, Instytut Techniki Budowlanej, 1998.
• 15. PN-EN 480-11 Domieszki do betonu, zaprawy i zaczynu - Metody badań - Część 11: Oznaczanie charakterystyki porów powietrznych w stwardniałym betonie, PKN 2008.
• 16. ASTM C856/C856M-20 Standard Practice for Petrographic Examination of Hardened Concrete, ASTM International, 2020.
• 17. M.A.T.M. Broekmans, I. Fernandes, O. Fredin, A. Margreth, Polarization-fluorescence Microscopy in the Study of Aggregates and Concrete, Elements 18(5), 321-326 (2022).
• 18. ASTM C1723-16 Standard Guide for Examination of Hardened Concrete Using Scanning Electron Microscopy, ASTM International, 2016.
• 19. R. Krzywobłocka-Laurów, D. Siemaszko-Lotkowska, Oznaczanie i ocena składu fazowego podstawowych cementów powszechnego użytku, Prace Instytutu Techniki Budowlanej - Kwartalnik 3(139), 17-43 (2006).
• 20. A. Bobrowski, M. Gawlicki, A. Łagosz, W. Nocuń-Wczelik, Cement. Metody badań. Wybrane kierunki stosowania, red. W. Nocuń-Wczelik, Wydawnictwa AGH, 2010.
• 21. Z. Ranachowski, M.A. Glinicki, G. Nowowiejski, Application of acoustic emission method for concrete component identification during microhardness testing, Cem Wapno Beton 15(4), 202-209 (2010).
• 22. M. Dąbrowski, A. Ignerowicz, M. Oleksik, P. Kucharski, M.A.Glinicki, Stabilność charakterystyki porów i przepuszczalność betonu nawierzchniowego z cementami z dodatkami mineralnymi, XI Konferencja DNI BETONU Tradycja i Nowoczesność, 2021, 699-713.
• 23. W. Kurdowski, Chemia cementu i betonu, SPC, 2010.
• 24. I. Fernandes, M.A.T.M. Broekmans, F. Noronha. Petrography and geochemical analysis for the forensic assessment of concrete damage, in: K.Ritz, L.Dawson, D.Miller (eds.), Criminal and Environmental Soil Forensics, Springer Science + Business Media, 2009, 163-180.
• 25. ACI 302.1, Guide to Concrete Floor and Slab Construction, American Concrete Institute, 2015.
• 26. P. Woyciechowski, G. Adamczewski, Przyczyny pylenia posadzki przemysłowej w hali magazynowej, Materiały Budowlane, 25-27 (2012).
• 27. D.R. Lankard, Air Entrainment and Delaminations, Concrete International, 26(11), 21-30 (2004).
• 28. PN-EN 206 Beton - Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność, PKN, 2016.
• 29. A.M. Neville, Właściwości betonu, Polski Cement, 2012.
• 30. S.H. Kosmatka, Bleed water. in: J. F. Lamond and J.H. Pielert (eds.), Significance of Tests and Properties of Concrete and Concrete Making Materials. ASTM STP 169D, ASTM International, 2006, 99-122.
• 31. M.A.T.M. Broekmans, Microscale sedimentary transport phenomena reveal the origin of delamination in an industrial floor, Mater. Character. 53(2-4), 233-241 (2004).
• 32. W. Ryżyński, Utwardzanie powierzchniowe posadzki betonowej - cz. II, Inżynier Budownictwa, 15.04/2015; https://inzynierbudownictwa.pl/utwardzanie-powierzchniowe-posadzki-betonowej-cz-ii/.