VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ Ústav stavebního zkušebnictví Trvanlivost a odolnost stavebních materiálů Degradace STAVEBNÍ LÁTKA I STAVEBNÍ KONSTRUKCE OD JEJICH POUŽITÍ IHNED ZAČÍNAJÍ DEGRADOVAT DEGRADACE Vlivem působení fyzikálních činitelů Vlivem působení chemických látek Vlivem působení biologických činitelů Vliv fyzikálních činitelů VYŠŠÍ A NÍZKÉ TEPLOTY ZÁŘENÍ (sluneční, ultrafialové) ZMĚNY VNITŘNÍ NAPĚTÍ ABRAZE VĚTREM, DEŠTĚM KOROZE FYZIKÁLNÍ 1
Koroze KOVŮ PŘÍTOMNOST KYSLÍKU, VZDUCHU PŘÍTOMNOST VLHKOSTI, VODY PŘÍTOMNOST CHEMICKÝCH LÁTEK BETONŮ A SILIKÁTOVÝCH LÁTEK POLYMERŮ DŘEVA Koroze chemická PROBÍHÁ VE STYKU SE VZDUŠNÝM KYSLÍKEM VĚTŠINOU DIFUZÍ KE KOVU VYVOLÁVÁ VZNIK OXIDŮ KOVŮ ZÁVISÍ NA TEPLOTĚ DALŠÍ LÁTKY ZPŮSOBUJÍCÍ CHEMICKOU KOROZI: Sirovodík Oxid siřičitý Oxid uhličitý Polychlorované uhlovodíky, atd. Koroze elektrochemická VZÁJEMNÉ PŮSOBENÍ KOVU A ELEKTROLYTU A ROZDÍLU ELEKTRICKÝCH POTECIÁLŮ MEZI ANODICKÝMI A KATODICKÝMI MÍSTY. ANODOVÁ (OXIDAČNÍ) Přechod kovu do elektroly tu v podobě kladně nabitých iontů KATODOVÁ (REDUKČNÍ) Průběh závisí na koncentraci vodíkových iontů a kyslíku Vzniká korozní rětěz mikročlánků MAKROČLÁNEK Vzniká při vodivém spojení dvou různých kovů 2
DŮLKOVÁ Typy koroze BODOVÁ, ŠTĚRBINOVÁ LAMINÁRNÍ MEZIKRASTALICKÁ (vnitřní destrukce mezikrystalových vazeb, aniž by na povrchu byla patrna koroze) TRANSKRYSTALOVÁ SELEKTIVNÍ (u kovů) (ROVNOMĚRNÁ / NEROVNOMĚRNÁ) Ochrana proti korozi VOLBA VHODNÉHO MATERIÁLU (s patřičnou korozivzdorností) ÚPRAVA STRUKTURY A SLOŽENÍ MATERIÁLU VHODNÁ KOMBINACE MATERIÁLŮ (zamezující vznik elektrolytické koroze) ÚPRAVA POVRCHU KOVŮ (bez dutin a pórů) POUŽITÍ INHIBITORU KOROZE (látek odstraňujících rozpuštěný kyslík) ÚPRAVA KOROZNÍHO PROSTŘEDÍ (snížení relativní vlhkosti) ODSTRANĚNÍ BLUDNÝCH PROUDŮ (katodová ochrana) POVRCHOVÁ OCHRANA KOVŮ Povrchová ochrana kovů POKOVENÍ VRSTVOU KOVU ODOLNĚJŠÍHO PROTI KOROZI OCHRANNÝ EPOXIDOVÝ POTAH VYTVÁŘENÍ OCHRANNÝCH POVLAKŮ Z JINÝCH ANORGANICKÝCH SLOČENIN NANÁŠENÍ OCHRANNÝCH POVLAKŮ Z NÁTĚROVÝCH HMOT ORGANICKÉ STRUKTURY 3
Koroze betonu ČTYŘI TYPY KOROZNÍCH PROCESŮ VYLUHOVÁNÍM hladová voda Ca(OH) 2 KRYSTALIZACE krystalické tlaky napětí CHEMICKÁ REAKCE S PROSTŘEDÍM působení hydroxidů či uhličitanů alkalických kovů ATMOSFÉRICKÁ KOROZE působení CO 2 a SO 2, karbonatace a sulfatace, ph < 9,5 Koroze lehkých betonů PŮSOBENÍ CO 2 A SO 2 DO PÓRŮ U VYZTUŽENÝCH LEHKÝCH BETONŮ JE OCEL HŮŘE CHRÁNĚNA PŘED KOROZÍ Indikace lehkých betonů MĚŘENÍ MECHANICKÝCH PEVNOSTÍ (NDT, vývrty) CHEMICKÝMI METODAMI ČI METODAMI FYZIKÁLNĚ CHEMICKÝMI Cl - IONTY SE STANOVÍ DUSIČNANEM STŘÍBRNÝM RTG ANALÝZA, SEM ANALÝZA, DTA 4
Ochrana betonu PRIMÁRNÍ (vnitřní) cementy přísady kamenivem ošetřováním SEKUNDÁRNÍ (vnější) u konstrukcí narušených penetrace přechodové můstky reprofilační malty povrchová úprava propustná pro páru, ale nepropustná pro vodu Koroze polymerů SVĚTELNÉ ZÁŘENÍ ULTRAFIALOVÉ ZÁŘENÍ (nejúčinnější) RADIOAKTIVNÍ ZÁŘENÍ (štěpí vodík) TEPLOTA ZMĚNY TEPLOT VZDUŠNÝ KYSLÍK A OZON Odolnost proti ohni A B NEHOŘLAVÉ VELMI TĚŽKO HOŘLAVÉ C 1 TĚŽKO HOŘLAVÉ C 2 STŘEDNĚ HOŘLAVÉ C 3 LEHKO HOŘLAVÉ 5
Odolnost proti ohni a požární odolnost ODOLNOST PROTI OHNI A NEHOŘLAVÉ B VELMI TĚŽKO HOŘLAVÉ C 1 TĚŽKO HOŘLAVÉ C 2 STŘEDNĚ HOŘLAVÉ C 3 LEHKO HOŘLAVÉ POŽÁRNÍ ODOLNOST schopnost odolávat požáru, udává se v minutách Odolnost proti obrusu a odolnost proti mrazu ODOLNOST PROTI OBRUSU mechanický otěr ODOLNOST PROTI MRAZU křehnutí, zvětšení objemu (led) zkoušky mrazuvzdornosti stupeň mrazuvzdornosti trvanlivostní zkouška Životnost stavebních materiálů KRITÉRIUM, KTERÉ UDÁVÁ, JAK DLOUHO SI STAVEBNÍ KONSTRUKCE UDRŽÍ PŘEDPOKLÁDANÉ VLASTNOSTI 6
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ Ústav stavebního zkušebnictví Kámen a kamenivo Kámen Třída I. Pevnost v tlaku min. [MPa] 110 Nasákavost max. [% hm.] 1,5 II. 80 3,0 III. 40 5,0 Vybrané druhy kamene Druh kamene Pevnost v tlaku [MPa] Objemová hm. [kg/m 3 ] Nasákavost [% hm.] Žula 150-250 2500-2800 0,2-0,7 Pískovec hutný 40-200 2500-2700 0,7-5,0 Pískovec pórovitý 15-100 1800-2500 5,0-16,0 Vápenec hutný 40-200 2600-2800 0,3-0,8 7
Pískovec Ve stavebnictví hojně používán Novostavby Rekonstrukce historických staveb Rozvoj nových a postupů při rekonstrukcích aplikace nedestruktivních metod 8
9
Objemová hmotnost Objemová hmotnost O b j.h m o tn o st. [kg /m 3 ] 2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 R1 R2 B1 H1 H2 H3 kg/m3 2490 2560 2490 2270 2230 2340 10
Nasákavost Nasákavost N a s á k a v o s t [ % ] 6,00 4,00 2,00 0,00 R1 R2 B1 H1 H2 H3 % 2,87 1,46 1,33 4,96 5,29 3,60 Pevnost v tahu za ohybu Pevnost v ohybu Pevnost [MPa] 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 R1 R2 B1 H1 H2 H3 MPa 5,93 8,13 6,57 2,27 2,15 3,13 11
Pevnost v tlaku kolmo - suchý stav kolmo - nasycený stav rovnoběžně - suchý stav rovnoběžně - suchý stav kolmo - suchý stav na válcích Srovnání pevností v tlaku Řeka 200 180 186 181 Pevnost [MPa] 160 140 120 100 80 60 40 149 100 142 96 125 123 Rovnoběžně - suchý stav Rovnoběžně - nasycený stav Kolmo - suchý stav Kolmo - nasycený stav 20 0 typ I. typ II. Srovnání pevností v tlaku Hážovice Pevnost [MPa] 70 60 50 40 30 20 60 42 64 31 52 42 52 38 Rovnoběžně - suchý stav Rovnoběžně -nasycený stav Kolmo - suchý stav Kolmo - nasycený stav 10 0 typ I. typ II. 12
Přírodní - Drcené - Těžené - Těžené předrcené Umělé Kamenivo - Z přírodních surovin (keramzit, kavitit) - Z odpadních surovin (agloporit, struska) Recyklované Další dělení kameniva Podle velikosti - Hrubé (4-125 mm) - Drobné (0-4 mm) - Jemné (pod 0,063 mm) Podle objemové hmotnosti - Hutné (2000-3000 kg/m 3 ) - Pórovité (pod 2000 kg/m 3 ) - Těžké (nad 3000 kg/m 3 ) Přírodní kamenivo Drcené a) Drobné (do 4 mm) b) Hrubé (od frakce 2/4!) c) Štěrkodrť (směs D a H) d) Filler (kam. moučka) Těžené a) Drobné (do 4 mm) b) Hrubé (4 až 125 mm) c) Štěrkopísek (směs D a H) d) Těžené předrc. 13
14
ZRNITOST ZÁKLADNÍ SADA SÍT 125 mm 63 mm 31,5 mm 16 mm 8 mm 4 mm 2 mm 1 mm 0,5 mm 0,25 mm 0,125 mm 0,063 mm dno DOPLNĚK 45 mm 22,4 mm 11,2 mm 5,6 mm FRAKCE d/d 0/4, 0/2 2/4, 4/8, 4/11, 8/16, 11/22, 16/32 apod. Vlastnosti hutných kameniv Objemová hmotnost Sypné hmotnosti Mezerovitost Zrnitost Tvarový index zrn Odplavitelné částice Otlukovost Humusovitost Odolnost proti rozdrcení (pórovité) Mrazuvzdornost 15
Pórovitá kameniva Keramzit (jílovce, rotační pece) Kavitit (duté kuličky Expandovaný perlit (expandace přír. perlitů) Popílek (létavé, ložové) Škvára (z kus. tuhých paliv, omezuje se) Agloporit (protlačování hmoty z popílků, uhlí výluhů sulfitových a vody) Těžká kameniva Baryt Čedič Železné rudy 16