N OVÉ MOŽNOSTI TECHNOLOGIE VYSOKORYCHLOSTNÍCH

N OVÉ MOŽNOSTI TECHNOLOGIE VYSOKORYCHLOSTNÍCH VODNÍCH PAPRSKŮ PŘI SANACÍCH B E T O N O V Ý C H K O N S T R U K C Í N E W POTENTIAL OF H I G H S P E E D WATER J E T S TECHNOLOGY I N R E P A I R OF CONCRETE S T R U C T U R E S L ENKA BODNÁROVÁ, LIBOR SITEK, R UDOLF HELA, JOSEF FOLDYNA Příspěvek přináší informace z oblasti výzkumu zaměřeného na sledování působení vysokorychlostních vodních paprsků na beton různé kvality. Paper presents information on research focused on observation of effects of high speed water jets on different quality concretes. 1 2 Dostatečné a šetrné odstranění degradovaných vrstev betonu je velmi důležitým krokem při sanacích konstrukcí. Jednou z metod běžně používaných pro odstraňování porušených vrstev betonu je technologie vysokorychlostního vodního paprsku. V rámci experimentů byly ověřovány různé typy vysokorychlostních paprsků. Kromě klasické technologie, kdy je využíván vodní paprsek kontinuální generovaný jednou tryskou, jsme sledovali také rotační paprsky generované více tryskami (tyto jsou používané zejména při sanačních zásazích na větších plochách). Nově ověřovaný byl paprsek plochý a paprsek plochý pulzující. Spojení vodních paprsků s akustickým generátorem pulzů totiž skýtá nové možnosti použití (viz např. [1] a [2]). Takto modifikovanými paprsky lze dosáhnout velmi zajímavých výsledků i při porušování pevných betonů, a to při relativně nízké energetické náročnosti. Velmi slibným se zdá být zejména plochý pulzující paprsek, který by tak byl pro použití při sanacích zcela novou technologií. Obr. 1 Rozdíl mezi vodním a abrazivním vodním paprskem Fig. 1 Difference between water and abrasive water jets Obr. 2 Fig. 2 Základní typy složených vysokorychlostních vodních paprsků: a) rotační, b) kmitavý kolmý, c) kývavý, d) kmitavý šikmý (D šířka drážky, d průměr stopy paprsku na ploše, v 0 obvodová rychlost, v k efektivní rychlost kmitavého nebo kývavého pohybu, v p rychlost pohybu řezného nástroje, m počet paprsků řezného nástroje) Basic types of high speed water jets creating multiple motion of nozzles: a) rotating, b) oscillating perpendicular, c) swinging, d) oscillating oblique (D width of the kerf, d jet spot diameter, v 0 circumferential velocity, v k effective velocity of oscillating or swinging motion, v p tool traverse rate, m number of nozzles) V YSOKORYCHLOSTNÍ VODNÍ PAPRSKY Základní informace Snahou při sanačním zásahu je šetrné odstranění porušených vrstev betonu, samozřejmě při přijatelné ekonomické náročnosti. Jednou z možností je použití kontinuálního vodního paprsku generovaného jednou tryskou, případně použití kontinuálního paprsku abrazivního. Kontinuální paprsek představuje proud kapaliny pohybující se rychlostí až 800 m s -1 (v závislosti na tlaku vody). Při použití tohoto typu paprsků pro řezání, čištění a další aplikace dochází k porušení materiálu složitými fyzikálními procesy při změně kinetické energie proudu kapaliny na energii tlakovou při dopadu paprsku na povrch materiálu. Řezné schopnosti kontinuálního paprsku se výrazně zvýší, pokud do paprsku přidáme abrazivní částice. Voda urychluje abrazivní částice až na konečnou rychlost při nárazu na povrch materiálu. Porušování materiálů působením tohoto paprsku je podobné vysokorychlostní erozi zjištěné při dopadu pevných částic na materiál. Voda slouží nejen k urychlování částic abraziva, ale také jako médium k neustálému vyplavování spotřebovaného abraziva a zbytků řezaného materiálu, takže dopadající paprsek působí přímo na nově vznikající povrch. Schématicky je kontinuální vodní paprsek a kontinuální abrazivní paprsek zobrazen na obr. 1. Modifikací jednoho paprsku jsou tzv. několikanásobné (složené) paprsky schopné ošetřit při jednom průchodu větší plochu konstrukce. Pro odstranění degradovaného betonu při sanacích se s úspěchem již řadu let používají paprsky generované více tryskami. Cílem použití těchto vícenásobných paprsků je pokrytí větší plochy při jednom průchodu paprsku a také rovnoměrnější rozložení energie paprsků po ošetřované ploše konstrukce. Obr. 2 schematicky znázorňuje různé typy složených paprsků s opako- 44 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 6/2008

vaným průchodem jednotlivých paprsků po porušované ploše. Pulzující vodní paprsek Pokud bude naším cílem rozložení energie paprsku na větší plochu, máme kromě použití vícenásobných soustav trysek ještě jednu možnost použití tzv. plochého (vějířovitého) paprsku. Tento typ paprsku není při sanačních zásazích v současné době používán. Důvodem je nedostatečná energie paprsku generovaného jedinou tryskou. Protože se jeho energie rozloží do poměrně velké šířky, není při běžně užívaných parametrech (tlak vody, průtok vody) paprsek schopen beton dostatečně porušit. Plochý vodní paprsek se s úspěchem používá pro speciální aplikace (čištění, odstraňování okují z povrchů apod.). Pro odstraňování poměrně pevného betonu je třeba plochý vodní paprsek vhodně upravit a rozložit jeho energii. Pokud do běžného vodního paprsku prostřednictvím akustického generátoru (obr. 3) zavedeme vysokofrekvenční pulzace [3], je pulzující paprsek schopný 4 3 i při použití běžných vysokotlakých zařízení, užívaných k sanacím, porušit také pevný beton. Stejného zvýšení účinnosti lze dosáhnout i s paprskem plochým pulzujícím [4]. Na obr. 4 je zobrazen plochý pulzující vodní paprsek. Ve struktuře paprsku jsou zřetelné oblasti, kde dochází ke shlukování kapaliny vlivem nestejné rychlosti částic proudu způsobené tlakovými pulzacemi ve vysokotlakém systému. Jednotlivé shluky kapaliny po dopadu na porušovaný materiál způsobí krátkodobý nárůst tlaku na tzv. impaktní hodnotu. Ta je několikrát vyšší než stagnační tlak, kterým by na povrch materiálu Obr. 3 Schéma vysokotlakého systému s integrovaným akustickým generátorem tlakových pulzací Fig. 3 Schematic drawing of the highpressure system with integrated acoustic generator of pressure pulsations Obr. 4 Plochý pulzující vodní paprsek fotografováno běžnou digitální kamerou, osvětlení pulzním laserem Fig. 4 Flat pulsating water jet photograph taken by standard digital camera, illuminated by pulsed laser Tab. 1 Tab. 1 Příklad receptury betonových vzorků Example of formulations for concrete specimen processing působil běžný kontinuální paprsek. Cyklické vysokofrekvenční (20 khz) zatěžování povrchu porušovaného materiálu změnami tlaku způsobí jeho porušení při několikanásobně nižších tlacích vody (30 MPa), než jsou tlaky v současnosti běžně užívané (150 až 200 MPa). E XPERIMENTÁLNÍ PROGRAM Před zahájením vlastních zkoušek rozpojování betonů vodními paprsky bylo třeba nejprve vybrat reprezentativní vzorky betonů. Byly připraveny vzorky, které vykazovaly reálné korozní zatížení, se kterým se můžeme při sanacích betonových konstrukcí setkat. Po řízené degradaci vyrobených betonových vzorků jsme měli k dispozici maximum informací o vstupních materiálech, způsobu výroby vzorků a podmínkách korozního působení. Následně byly popsány vlastnosti betonů (referenčních i degradovaných). Všechny tyto získané informace slouží také k sestavení matematického modelu porušování materiálu. Korozní zatížení Z hlediska působení okolního prostředí se setkáváme s celou řadou korozních vlivů a jejich kombinací. Pro degradaci betonových vzorků jsme vybrali typické příklady korozního porušení, se kterými se můžeme v reálných podmínkách setkat: CO 2 v kombinaci s vysokou vlhkostí vzduchu, SO 2 v kombinaci s vysokou vlhkostí vzduchu, Receptury betonů (1) (2) C25/30 C35/37 Cement CEM I 42.5 R Mokrá [kg] 380 480 Písek 0 4 mm, lokalita Žabčice [kg] 860 820 Kamenivo 8 16 mm, lokalita Želešice, amfibolitické kamenivo [kg] 970 926 Voda [kg] 209 208 Vodní součinitel w 0,55 0,43 Konzistence Stupeň sednutí S3 S3 Pevnost betonu v tlaku po 28 dnech 28 39 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 6/2008 45

Tab. 2 Tab. 2 Tab. 3 Tab. 3 Tlak kapaliny Průměr vodní trysky [mm] 350 0,1 250 0,1 40 1,98 Parametry kontinuálního vodního paprsku bez přídavku abraziva Parameters of continuous water jet without abrasives Tlak kapaliny Průměr vodní trysky [mm] Tab. 4 Tab. 4 Průměr abrazivní trysky [mm] 250 0,25 1,0 150 0,25 1,0 Parametry abrazivního vysokorychlostního paprsku Parameters of abrasive water jet Tlak kapaliny Plochá tryska Lechler průměr [mm] 30 2,05 Parametry vysokorychlostního vodního paprsku plochého (kontinuálního i pulzujícího) Parameters of high speed flat water jet (both continuous and pulsating) Použité abrazivo Granát GBK 80, množství 250 g/min, frakce 0,12 0,35 mm Granát GBK 80, množství 250 g/min, frakce 0,12 0,35 mm působení roztoku síranů, působení roztoku chloridů, působení roztoku dusičnanů, působení mrazu, opakované zmrazování, působení mrazu a chemických rozmrazovacích látek. Vlastnosti betonových vzorků Byly připraveny různé typy betonových vzorků. Pro zahrnutí běžně používaných betonů byly vzorky vyrobeny z betonů třídy C25/30, C30/37, C45/55. Betony byly po dobu 28 dní uloženy v podmínkách normálního zrání. Po 28 dnech byla část betonů uložena jako referenční (v normálním prostředí), část betonů byla vystavena uvedeným typům korozního působení. Tab. 5 Tab. 5 Tlak kapaliny Hlavice Barracuda dvě trysky Otáčky průměr [mm] [ot/min] 30 1,19 1020 Parametry vysokorychlostního vodního paprsku rotačního (kontinuálního i pulzujícího) Parameters of high speed rotating water jet (both continuous and pulsating) 5 Definování vlastností betonů Všechny připravené betonové vzorky byly detailně popsány. Definovali jsme jejich fyzikálně-mechanické a chemické vlastnosti. Byla sledována pevnost betonu v tlaku, pevnost betonu v tahu za ohybu, pevnost povrchových vrstev betonu v tahu, objemová hmotnost, nasákavost, stanovení ph, rentgenová difrakční analýza, diferenční termická analýza, stanovení obsahu a rozložení pórů, stanovení míry porušení vzorků, určení stupně karbonatace, určení stupně sulfatace a další doplňující zkoušky dle typu korozního prostředí. Při zjišťování fyzikálně-chemických vlastností betonů byl materiál pro stanovení odebírán ze dvou míst na každém korodovaném betonu (obr. 5): Obr. 5 Schematické znázornění míst odběru materiálu pro zjišťování fyzikálněchemických vlastností betonů Fig. 5 Schematic drawing of locations of material sampling for physicalchemical properties of concretes Obr. 6 Řezná hlavice pro generování abrazivního vysokorychlostního vodního paprsku Fig. 6 Cutting head for abrasive high speed water jet generation 6 7 Obr. 7 Rotační řezná hlavice Barracuda s dvěma vodními tryskami Fig. 7 Self-rotating cutting head Barracuda equipped by two water nozzles 46 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 6/2008

první vzorek byl odebrán z povrchové vrstvy betonu do hloubky cca 5 mm, druhý vzorek byl odebrán z míst, kde končily řezy provedené technologií vysokorychlostního vodního paprsku, cca 20 mm od povrchu vzorku. Stanovení vlastností vzorků z této vrstvy jsme provedli pro potvrzení skutečnosti, že fyzikálně-chemické vlastnosti betonu se v průřezu vzorku skutečně mění. Dále jsme tímto zjistili vlastnosti vrstvy, která zůstala po aplikaci paprsku zachována, a ověřili jsme, že řez byl proveden až do vrstvy betonu, která je svými fyzikálně chemickými vlastnostmi vyhovující. Obr. 8 Schematické znázornění postupu řezání betonového vzorku kontinuálním, pulzujícím a abrazivním paprskem a plochým (kontinuálním i pulzním) paprskem Fig. 8 Schematic illustration of concrete specimen cutting procedure by round continuous, pulsating and abrasive jets as well as flat jets (both continuous and pulsating) Obr. 9 Schematické znázornění postupu řezání betonového vzorku rotačním (kontinuálním i pulzujícím) vysokorychlostním paprskem Fig. 9 Schematic illustration of concrete specimen cutting by rotating high speed water jets (both continuous and pulsating) Použité zařízení Pro rozpojování betonů v laboratorních podmínkách bylo použito experimentální zařízení Ústavu Geoniky AV ČR, v. v. i. V Ostravě. Pro nižší tlaky a vyšší průtoky vody (kontinuální a pulzující rotační a ploché paprsky) bylo použito vysokotlaké plunžrové čerpadlo KUNZ Hranice. Zařízení je schopné přivádět do trysky až 43 l vody za minutu při tlaku až 120 MPa. Pro vysoké tlaky a nízké průtoky (zejména abrazivní paprsek, obr. 6) jsme využili čerpadlo PTV na bázi multiplikátoru tlaku Flow Systems schopné dodávat vodu o tlaku až 415 MPa. Jako řezné nástroje ke generování vysokorychlostních vodních paprsků byly použity různé typy trysek. Běžný kruhový paprsek byl generován standardními vodními tryskami, k vytvoření plochých paprsků jsme použili ploché trysky Lechler typ 602571 s úhlem rozstřiku 15. Dále byla použita rotační řezná hlavice Barracuda (StoneAge) osazená dvojicí vodních trysek odkloněných od svislé osy (obr. 7). U všech typů trysek byl alternativně předřazen akustický budič vytvářející akustické vlny o frekvenci 20 khz. Pohyb paprsku nad rozpojovanými vzorky byl veden pomocí X-Y stolu. Vzdálenost rozpojovaného betonu od trysky byla u plochého paprsku pulzujícího i kontinuálního udržována 40 mm. Při použití rotačního kontinuálního paprsku byla vzdálenost od trysky 20 mm, u pulzního 40 mm z důvodu vyšší účinnosti paprsku ve větší vzdálenosti od trysky kvůli rozpadu paprsku na shluky vody. Ultrazvukový výkon při řezání pulzními paprsky byl nastaven na maximum. Rychlost řezání byla ve všech případech 0,2 m min -1, stejnou rychlostí byly řezány drážky také kontinuálními paprsky. U každé drážky byl změřen rozpojený objem a provedena makroskopická analýza povrchu po řezání paprskem. Proces porušování betonů Na betonových vzorcích byly vytvořeny drážky kontinuálním vodním paprskem, kontinuálním pulzujícím paprskem, abrazivním vodním paprskem, rotačním kontinuálním a rotačním pulzujícím paprskem, plochým kontinuálním a plochým pulzujícím paprskem (obr. 8). Postup při porušování degradovaného betonu rotačním vysokorychlostním vodním paprskem v laboratorních podmínkách je znázorněn na obr. 9. Výsledky Výsledky porušování betonů vysokorychlostními vodními paprsky vyplývají z dlouhodobého a rozsáhlého výzkumu. S ohledem na rozsah článku uvádíme pouze některé typické či zajímavé příklady, na konci pak prezentujeme nejdůležitější zjištění a závěry. Názornou představu výsledků porušování betonů různými typy vysokorychlostních vodních paprsků poskytuje fotodokumentace (obr. 10, 11, 12). Kromě vizuálního zhodnocení (i s použitím snímání porušeného povrchu mikroskopem s různým zvětšením) byl hodnocen také objem rozpojeného materiálu, případně hloubka vytvořené drážky v betonu a přítomnost/absence trhlin v okolí provedené drážky. Příklad drážek po řezání rotačním paprskem a rotačním pulzujícím paprskem v betonu vyrobeném ze dvou výrazně odlišných vrstev je zobrazen na obr. 12. Vlastnosti vrchní neprobarvené vrstvy byly záměrně zhoršeny vysokou dávkou záměsové vody při výrobě vzorku. S HRNUTÍ POZNATKŮ V laboratorních podmínkách byla provedena řada zkoušek porušování různých typů betonových vzorků. Jako referenční vzorky byly použity betony uložené v normálním prostředí. Další vzorky betonů byly vystavené působení různých typů korozních prostředí (působení CO 2, SO 2 v kombinaci s vysokou vlhkostí vzduchu, betony vystavené působení síranů, chloridů, dusičnanů, betony vystavené opakovanému zmrazování a betony vystavené 8 9 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 6/2008 47

10 11 12 13 Obr. 10 Drážka po rozpojování betonu třídy C25/30, vysokorychlostní vodní paprsek kontinuální, tlak vody 40 MPa, průměr vodní trysky 1,98 mm, rychlost řezání 5 m min -1, Průměrná hloubka řezu 6,3 mm Fig. 10 Concrete C25/30 exposed to continuous high speed water jet, water pressure: 40 MPa, nozzle diameter: 1.98 mm, traversing velocity: 5 m min -1, standoff distance: 20 mm. Average depth of cut: 6.3 mm Obr. 11 Drážka po rozpojování betonu třídy C25/30, vysokorychlostní vodní paprsek kontinuální pulzní, tlak vody 40 MPa, průměr vodní trysky 1,98 mm, rychlost řezání 5 m min -1, průměrná hloubka řezu 9,6 mm Fig. 11 Concrete C25/30 exposed to pulsating high speed water jet, water pressure: 40 MPa, nozzle diameter: 1.98 mm, traversing velocity: 5 m min -1, standoff distance: 140 mm. Average depth of cut: 9.6 mm Obr. 13 Měrná energie potřebná k rozpojení 1 cm 3 betonu u uvedených typů paprsku (tlak vody 30 MPa, rychlost řezání 0,2 m min -1 ) Fig. 13 Specific energy required for disintegration of 1 cm 3 of concrete for tested jet types (water pressure: 30 MPa, traversing velocity: 0.2 m min -1 ) Obr. 12 Drážky po rozpojování betonu třídy C40/45 s vrchní vrstvou horších vlastností (beton třídy C20/25 s vysokou dávkou záměsové vody: a) rotační pulzující vodní paprsek, tlak vody 30 MPa, průměr vodních trysek 2 x 1,47 mm, rychlost řezání 0,5 m min -1, V r rozpojený objem = 6 200 mm 3, b) rotační kontinuální vodní paprsek, tlak vody 30 MPa, průměr vodních trysek 2 x 1,47 mm, rychlost řezání 0,5 m min -1, V r rozpojený objem = 2 400 mm 3 Fig. 12 Example of slots created by rotating pulsating water jet (A) and rotating continuous water jet (B) in concrete C40/45 with worse properties of upper layer (concrete C20/25, high amount of mixing water. Vr disintegrated volume, water pressure: 30 MPa, nozzle diameter: 2 x 1.47 mm, standoff distance: 40 mm (pulsating) and 20 mm (continuous), traversing velocity: 0.5 m min -1 ) působení mrazu a chemických rozmrazovacích látek). Přínosem ve zkoumání výsledků interakce beton-vysokorychlostní vodní paprsek bylo použití různých typů vysokorychlostních vodních paprsků. Vedle klasické technologie, kdy je využíván kontinuální vodní paprsek generovaný jednou tryskou, byly použity rotační paprsky generované více tryskami používané zejména při sanačních zásazích na větších plochách. Nově byly ověřovány paprsky plochý, plochý pulzující a rotační pulzující. Poznatky získané při porušování různými typy paprsků byly vzájemně porovnávány a vyhodnoceny. Kompletní výsledky experimentálních prací jsou v současné době zpracovávány a budou využity při tvorbě modelu porušování degradovaných stavebních materiálů vodními paprsky. P ORUŠOVÁNÍ BETONŮ Paprsek (kontinuální a pulzující) Při porušování betonů slouží zejména k laboratorním a výzkumným účelům, jednoduše lze zhodnotit účinnost takového paprsku zjištěním hloubky drážky paprskem vytvořené. Pro ošetření větších ploch betonu není vhodný. Jako kývavý či kmitavý se jednotlivý paprsek v praxi užívá pro demolice do velkých hloubek. Pulzující paprsek má v porovnání s kontinuálním vždy vyšší účinnost, hloubka drážky (v závislosti na typu a pevnosti betonu a parametrech paprsku) je zhruba 1,5 až 2krát větší. Kontinuální paprsek vylamuje kusy betonu, drážky po řezání pulzujícím paprskem jsou pravidelnější bez výraznějších odštěpků. Spodní plocha drážky je drsnější u pulzujícího paprsku než u paprsku kontinuálního. Toho lze využít v aplikacích, kde je nutná dobrá přilnavost nanášených vrstev nebo nových materiálů ke zkoumanému povrchu. Kontinuální abrazivní paprsek Vzhledem k jinému mechanizmu porušování (než u paprsku bez abraziva) dochází k výraznému rozpojování betonu řezáním 48 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 6/2008

Literatura: [1] Foldyna J., Sitek L., Švehla B., Švehla Š.: Utilization of ultrasound to enhance high-speed water jet effects, Ultrasonic Sonochemistry, 2004: 131 137 [2] Foldyna J., Sitek L., Jekl P., Martinec P., Nováková D., Wolf. I., Švehla B.: Testing of pulsating jets in a granodiorite quarry. Nowoczesne metody eksploatacji węngla i skał zwięzłych. Monografie. AGH Kraków, 2007, pp. 67 80, ISBN 83-915742-9-6 [3] Sitek L., Bodnárová L., Foldyna J., Hela R., Ščučka J., Jekl P., Nováková D.: Pulzující rotační vodní paprsek při odstraňování povrchových vrstev. Sborník příspěvků Sanace 2007. Brno, p. 341 348. ISBN 1211-3700 [4] Sitek L., Martinec P., Foldyna J., Ščučka J., Bodnárová L, Hela R., Mádr. V.: Ploché vodní paprsky při porušování betonu. Sborník příspěvků Sanace 2008, Brno [5] Hilmersson S.: Hydrodemolition of concrete structures: basics and field experience. Water Jet Applications in Construction Engineering, 1998, A. A. Balkema, Rotterdam, Brookfield: p. 163 176 [6] Toutanji H., Ortiz G.: The effects of surface preparation on the bond interface between FRP sheets and concrete members, 2001, Composite Structures 53, 457 462 v závislosti na pohybu hlavice. Ukázalo se, že rotační pulzující paprsek za stejných podmínek vždy rozpojí větší objem betonu, než paprsek kontinuální a to zhruba 2,3 až 6,3krát v závislosti na druhu betonu a parametrech paprsku. Výrazný vliv má zejména rychlost řezání: zatímco energie kontinuálního paprsku při vyšších rychlostech k rozpojení povrchové vrstvy betonu nestačí, pulzující paprsek je schopen beton velice slušně rozpojovat. Plochý paprsek (kontinuální a pulzující) Tento typ paprsku se zatím při ošetřování betonu nepoužívá vzhledem k jeho nízké účinnosti. Z výsledků měření však vyplývá, že plochý pulzující paprsek rozpojí cca 7,2krát větší objem zkoumaného betonu za stejných podmínek než paprsek plochý kontinuální. Zajímavé je porovnání účinnosti plochého pulzujícího paprsku s paprskem rotačním kontinuálním (obr. 13), který se běžně při sanacích používá. Plochý pulzující paprsek je schopen rozpojit zhruba dvojnásobný objem při jinak stejné energetické náročnosti. Protože akustická energie nutná k vytvoření pulzů v pulzujícím paprsku představuje zanedbatelnou část z celkové energie potřebné na generování paprsku (asi 1 až 2 %), ukazuje se, že pulzující plochý paprsek se může v budoucnu stát vážným konkurentem rotačních hlavic [4]. JINAK NARUŠENÝCH VRSTEV BETONU Technologie vysokorychlostního paprsku je selektivní, při vhodném nastavení parametrů paprsku tedy odstraní pouze zkorodovanou či jinak narušenou vrstvu betonu a zdravý beton nerozpojí. Navíc v materiálu nevytváří trhliny, které mohou celou konstrukci výrazně oslabit. Tato vlastnost platí obecně pro paprsky kontinuální i pulzující, pulzující paprsek však odstraní narušenou vrstvu rychleji za jinak stejných pracovních podmínek. Z hlediska sledování porušování různých typů degradovaných betonů vodními paprsky se jako určující ukázaly parametry vrchní vrstvy betonu, zejména přítomnost trhlin v betonu, porušení povrchových vrstev betonu nebo naopak, v určitých fázích působení agresivních látek a částečné uzavření pórů na povrchu vzorku. Největší odolnost proti průniku paprsku (ať už kontinuálního nebo pulzujícího) vykazuje nenarušený beton vyrobený bez technologické nekázně. Nejméně odolné jsou betony málo pevné, betony vystavené nejrůznějším povětrnostním vlivům a betony s vysokým množstvím záměsové vody. K VALITA OŠETŘENÉ PLOCHY BETONU Pozitivně můžeme hodnotit také působení pulzního paprsku z hlediska kvality ošetřeného povrchu betonu. Zatímco kontinuální paprsky odstraní pouze povrchovou část cementového kamene, případně u rotačního kontinuálního paprsku jen částečně odkryjí kamenivo uvnitř betonu, pulzující paprsky odstraní cementový kámen až na kamenivo, které pak reliéfně vystupuje z nově vytvořeného povrchu. Literatura uvádí (např. [5], [6]), že na povrchy ošetřené technologií vysokorychlostních vodních paprsků velmi dobře přilnou sanační malty. Vzhledem ke skutečnosti, že povrch nově vytvořený pulzujícími paprsky vykazuje větší skutečnou plochu v porovnání s paprsky kontinuálními, lze očekávat ještě lepší přilnavost nově nanesených sanačních hmot. Prezentovaná výzkumná práce byla podpořena grantovým projektem GA ČR reg. č. 103/07/1662, projektem cíleného výzkumu AVČR č. 1QS300860501 a projektem AV0Z30860518. Text článku byl posouzen odborným lektorem. do velkých hloubek. V praxi slouží k řezání betonových dílců a částí konstrukcí případně k vytváření hlubokých zářezů do konstrukce. Hloubka řezu závisí výrazně na struktuře betonu (velikost a pevnost kameniva, přítomnost pórů, armování apod.) a parametrech paprsku. Boční plochy řezu mají ve větších hloubkách typický drážkovaný vzhled (podobné u všech paprskových technologií laser, plasma apod.) Rotační paprsky (kontinuální a pulzující) Běžně používaná technologie k ošetření větších ploch betonu čištění, odstraňování povrchových vrstev apod. Nejjednodušší jsou rotační hlavice osazené dvěma tryskami, existují však nástroje i s několika desítkami trysek. Zde pak nastává problém s vhodným umístěním trysek v hlavici tak, aby byla energie paprsků po ploše rozložena co nejpravidelněji R OZPOJOVÁNÍ DEGENEROVANÝCH ČI Ing. Lenka Bodnárová, Ph.D. tel.: 541 147 509, fax: 541 147 502 e-mail: bodnarova.l@fce.vutbr.cz Doc. Ing. Rudolf Hela, CSc. tel.: 541 147 508, fax: 541 147 502 e-mail: hela.r@fce.vutbr.cz oba: Fakulta stavební VUT v Brně Ústav technologie stavebních hmot a dílců Veveří 95, 602 00 Brno www.fce.vutbr.cz/thd Ing. Libor Sitek, Ph.D. e-mail: sitek@ugn.cas.cz Ing. Josef Foldyna, CSc. e-mail: foldyna@ugn.cas.cz oba: Ústav geoniky AV ČR, v. v. i. Studentská 1768, 708 00 Ostrava Poruba tel.: 596 979 111 B ETON TECHNOLOGIE KONSTRUKCE SANACE 6/2008 49