Drogownictwo 2/201142

Zmiany w ocenach wytrzymaoci betonu na ciskanie

Od ponad roku wesza do praktycz-nego stosowania norma PN-EN 13791 [1]. Jest ona wynikiem aktuali-zacji poprzednich norm tj: PN-88/B-06250 Beton zwyky oraz PN-EN 206-1:2003 Beton. Cz 1: Wymagania, waciwoci, produkcja i zgodno.

Norma PN-EN 13791:2008 w sen-sie logicznym nie wprowadza istot-nych zmian, jednake w zakresie ra-chunkowym zalecane wzory s inne.

W dalszym cigu stosuje si relacje wynikajce z przyjcia, e wartoci wytrzymaoci podlegaj rozkadowi normalne-mu i dotyczy to Przypadku A, tj. wtedy gdy liczba prbek jest 15. Zmianie ulega warto wspczynnika przy wyznacza-niu wartoci minimalnej z prawdopodobiestwem przekro-czenia 95%, a mianowicie w miejsce stosowanej do tej pory wartoci 1,64 [2] lub 1,65 [3] zaleca si stosowa k2 = 1,48; (1,64/1,48 1,11 11%).

Zmiana wartoci k2 wynika z rnych wariantw wniosko-wania statystycznego. Stosowanie wzoru (1.1) (numeracja w normie [1])

( )

+

=

4f

skfminf

lowest,is

2is,nmis,ck (1.1-2)

obejmuje jeszcze jedn niewielk, ale znaczc poprawk. Odchylenie standardowe s = max(s: 2,0), [s] = [MPa]. Zmiana jest istotna z tego wzgldu, e warto 2,0 nie jest

zalena od wartoci wytrzymaoci fck, is, przy czym, jeli cho-dzi o warto wytrzymaoci, jest to na pewno sytuacja po stronie bezpiecznej. Znaczc zmian jest wprowadzenie alternatywnego warunku (2), ktry polega na powikszeniu o 4 MPa najniszej wartoci z badanego zbioru. Warto 4,0 jest bez wtpienia prawidowa w przypadkach zwyczaj-nych, moe jednak stanowi powane zakcenie analizy wynikw bada. Wyrazem prawdopodobnych waha auto-rw normy PN-EN 13791 jest p. 7.3.2 zawierajcy UWAG 1, w ktrej napisano: . aby okrelenie charakterystycznej wytrzymaoci wynikao z przekonania . Zwrot wy-nikao z przekonania jest trudny do zinterpretowania w sen-sie technicznym.

Dodatkowo wzory (1) i (2) w normie s rozdzielone, co wskazuje na ich niezalene rda i brak korelacji midzy nimi, a tak przecie nie jest. Dlatego tu wzory zapisano jako zwizane.

Podobnie, jak powyej, zgrupowano wzory oznaczone w normie jako (3) i (4), dotyczce Przypadku B tj. wtedy gdy liczba rdzeni jest mniejsza ni 15. W omawianej normie wpro-wadzono warunek:

( )

+

=

4f

kfminf

lowest,is

is,nmis,ck , (2.1-2)

w ktrym k przyjmuje warto od 7 do 5 w sposb dyskretny, w zalenoci od przedziau zdefiniowanej liczby prbek w za-kresie od min. 3 do max. 14. Take w tym przypadku zastoso-wano uproszczenie w sposb wiadomy, czego wyrazem jest rozbudowana UWAGA w punkcie 7.3.3.

Trzeba kilka zda powici faktowi, e normy PN-EN s tumaczeniami oryginaw EN w jzyku angielskim. Od razu naley stwierdzi, e tumaczenie [1] oryginau jest, zdaniem

Ocena wytrzymaoci betonu wedug normy PN-EN 13791

sawomir kara

Politechnika Lubelska s.karas@pollub.pl

rafa mikiewicZ

Budimex s.a. rafal.miskiewicz@budimex.pl

Zakoczenie

Mamy w kraju podrcznik dotyczcy prowizorycznego wzmocnienia i odbudowy zniszczonych obiektw mosto-wych. Do korzystania z niego s zobligowane cywilne i woj-skowe suby mostowe. Jeeli nakad podrcznika zosta wyczerpany, to Ministerstwo Infrastruktury powinno spowo-dowa drugie jego wydanie, ewentualnie zamieszczenie w Internecie oraz zobowiza suby mostowe i administrato-rw obiektw mostowych na drogach publicznych do korzy-

stania z podrcznika. Uatwi to minimalizowanie uciliwoci dla spoeczestwa konsekwencji zniszczenia obiektw mo-stowych.

Warto, aby w przypadku nowej edycji podrcznika uzupeni go rozwizaniami umoliwionymi przez nowe materiay i urz-dzenia np.: bloki styropianowe i wiotkie pojemniki z tworzywa sztucznego wypeniane upynnionym gruntem; o efektywnoci tego drugiego rozwizania wiadczy uycie takich pojemni-kw do wykonania w zatoce morskiej tymczasowej drogi w celu zbudowania mostu Incheon w Korei Poudniowej.

Drogownictwo 2/2011 43

autorw artykuu, zgodne i waciwe pod kadym wzgldem. Jak si okazuje na porednim etapie, jakim jest tumaczenie, mog powstawa liczne pomyki lub niecisoci, czego przy-kadami s podstawowe normy mostowe. Istnieje wymg za-stosowania wiernego tumaczenia, ktry jest u nas przestrze-gany. Trzeba jednak doda, e nie jest to kryterium koniecz-ne. W wersjach niemieckojzycznych zastosowano tradycyj-ne nazwy i terminy zwizane z pojciami mechaniki, a take odstpstwa w tych miejscach, ktre w oryginaach s nieja-sne, patrz np. [4]. Take i w przypadku analizowanego tuma-czenia EN 13791 niezbdna jest refleksja i dyscyplina w sto-sowaniu wprowadzonych poj. W szczeglnoci dotyczy to dwch definicji:

(p. 3.1) znormalizowanych prbek do badania (ang. stan-dard test specimens) i w konsekwencji wyznaczonych na nich wytrzymaoci, oraz (p. 3.2) odwiertw rdzeniowych (ang. core) i stowarzyszo-nej z nimi wytrzymaoci betonu na ciskanie oznaczonej na odwiertach rdzeniowych.Poza tym (p. 3.3) mamy jeszcze wytrzymao betonu

na ciskanie w konstrukcji rwnowan z wytrzymaoci na prbkach znormalizowanych (ang.equivalent strength of a standard cube or cylinder specimen).

Mamy zawsze odniesienie do wynikw z prbek znormali-zowanych, przy czym wystpuj dwie sytuacje:

moe to by bezporedni wynik ciskania prbek znorma- lizowanych, bd sytuacja przeliczeniowa odniesiona do prbek znormalizo- wanych. W p. 3.3 polskiej wersji normy EN 13791 zastosowano defi-

nicj wytrzymao betonu na ciskanie w konstrukcji, przy czym w oryginale mamy: in-situ compressive strength. Tak przyjto i tak ju zostanie, ale ciskanie betonu w konstrukcji wie si raczej ze zoonym stanem wytenia materiau w objtoci materiau konstrukcji, co zostao podniesione w normie PN-EN 1992-1, p. 3.1.9 poprzez wprowadzenie poj-cia beton skrpowany (ang. confined concrete). Niewielka modyfikacja oddawaaby tu istot problemu, np.: wytrzyma-o na ciskanie betonu pobranego z konstrukcji.

Zdefiniowana w p. 3.2 normy PN-EN 13791 wytrzymao betonu na ciskanie na odwiertach rdzeniowych zalicza si do sytuacji przeliczeniowej.

Mamy tu wyran zmian porwnania do stosowanej do tej pory oceny betonu w istniejcych kilkudziesicioletnich obiektach mostowych. Dotychczas jako miarodajn ocen stanu faktycznej (w chwili pomiaru) wytrzymaoci betonu stosowano wyniki na odwiertach rdzeniowych. Dodatkowo, jeli odwiert mia wymiary walca h = = 150 mm lub h = 2 = 300 mm uznawano, e jest to wynik, ktry poprzez spro-wadzenie za pomoc zwizkw analitycznych do wytrzyma-oci po 28 dniach moe by utosamiany z klas wytrzyma-oci betonu. Jednoczenie rnice wzgldne pomidzy wytrzymaoci sprowadzon a szczliwie znan klas be-tonu zakadan w projekcie byy miarami degradacji bd poprawnoci starzenia betonu. W przypadkach braku doku-mentacji projektowej lub wykonawczej wytrzymao spro-wadzona suya do oszacowania klasy betonu w sposb przybliony.

Obecnie tak postpowa nie mona lub takie postpowa-nie musi by oznaczone jako nienormatywne.

Nie znajdujemy w normie PN-EN 13791 tego, co zostao wprowadzone w komentarzach do niej [5], [6], a mianowicie zestawienia na zasadzie kontrapozycji wynikw pomiaru wy-trzymaoci na prbkach znormalizowanych do wynikw na odwiertach rdzeniowych. W bardzo kompetentnym i poczyt-nym, z racji dostpnoci via net, artykule [5] czytamy o w pe-ni racjonalnym wyrnieniu prbek znormalizowanych. Jest oczywiste, e wytrzymaoci ciskania prbek wykonanych i pielgnowanych w laboratoriach powinny by wysze ni te, ktre uzyskuje si na prbkach wykonanych na budowie i pielgnowanych w laboratorium na budowie czy te na od-wiertach rdzeniowych z konstrukcji.

Analizowana norma nie przewiduje wariantu, z racji wstp-nych zaoe, e pielgnacja prbek mogaby by si odby-wa na budowie w warunkach identycznych z pielgnacj twardniejcego betonu wykonywanej konstrukcji. Zamiast tego pobrane porcje mieszanki betonowej s uksztatowane w prbki normowe zgodnie z: PN-EN 12350-1 [7], PN-EN 12390-2 [8] oraz PN-EN 12390-3 [9], nastpnie przechowy-wane w warunkach pielgnacji laboratoryjnej.

O ile prbki laboratoryjne z powodzeniem su do bada eksperymentalnych oceniajcych np. poprawno receptur czy oglnie mwic naukowych, to prbki wykonane na bu-dowie i pielgnowane na budowie, tudzie odwierty rdzenio-we daj o wiele lepszy obraz stanu faktycznego twardniej-cego betonu ni odpowiadajce im prbki wykonane w labo-ratorium. Przy odbiorach prac betonowych jest istotne to, aby ocenia beton tworzcy konstrukcj. W tym kontekcie prb-ki rdzeniowe s jakociowo lepszym materiaem ni te z labo-ratorium, gdy zawieraj wszystkie potencjalne wady wynika-jce z rnych sytuacji technologicznych, transportowych czy klimatycznych. Okrelenie klasy betonu w ten sposb jest miarodajne tak dla wykonawcy, jak i inwestora, a wytrzymao-ci na prbkach laboratoryjnych, nie musz, ale mog gene-rowa wytrzymaoci niezwizane ze stanem faktycznym.

Norma [1] w ogle nie dotyczy prbek wycinanych z beto-nu, np. o ksztacie szeciennym. Tym samym tak potencjalnie pobrany materia bdzie badany w sposb pozanormatywny, a szkoda, bo jest to czsto atwy i efektywny sposb oceny betonu

Przejdmy teraz do novum w normie [1], jakim jest kolumna 2. w tabeli 1.

o tabeli, ktra daje nam wicej ni mamy

W p. 6. normy PN-EN 13791 zamieszczono tabel 1, w kt-rej druga kolumna skada si z powtrzonej 16 razy liczby 0,85. Ju ten wyraz graficzny przypiera do muru, z drugiej strony jest to silny znak graficzny [10] sygnalizujcy bardzo istotn zmian jakociow, ale przede wszystkim ilociow. Nadmiemy, e w komentarzach [6] t kolumn pominito chcc prawdopodobnie oszczdzi czytelnikom stresu.

Istnienie kolumny dzielnikw 0,85 oznacza, e przyjmowa-ne do tej pory wyniki wytrzymaoci na ciskanie na odwier-tach rdzeniowych jako miarodajne do okrelenia klasy bada-nego betonu, czy te wyniki wytrzymaoci do okrelenia wytrzymaoci w chwili badania naley podzieli przez 0,85 i dopiero tak powikszon warto stosowa do szacowania klasy bd wytrzymaoci faktycznej.

Drogownictwo 2/201144

Dzielenie przez 0,85 zmienia nam stopie klasy betonu o jeden w gr. To duo, a czasem to decydujco duo, co zostanie wykazane przy okazji zamieszczonych dalej rachun-kw.

W ju cytowanej pozycji [5] autor relacjonuje norm [1] i powica kilka zda komentarza temu problemowi, powou-jc si jednoczenie na istotne pozycje bibliograficzne.

Podstawowym kryterium wprowadzenia dzielnika 0,85 jest zaobserwowany fakt obnienia wytrzymaoci betonu z od-wiertw rdzeniowych w porwnaniu z wytrzymaociami z prbek znormalizowanych, patrz Zacznik C [1].

Dopumy subiektywn ocen autorw artykuu, e jednak cytowane pozycje bibliograficzne nie s w Polsce dostatecz-nie zweryfikowane, dodatkowo, w pamici jednego ze wsp-autorw, tkwi test sprzed wielu lat nowo zakupionej wiertnicy polegajcy na wykonaniu prbek walcowych h==150 mm w formach i odwiertw rdzeniowych =150 z wykonanej spe-cjalnie pyty o wysokoci 150 mm, z tej samej mieszanki be-tonowej. Wyniki ciskania byy co najmniej zbiene. Niestety nie zachoway si adne zapiski i std waga tego argumentu jest niska.

Zwaywszy powysze moe si pojawi brak zaufania co do koniecznoci wprowadzenia dzielnika 0,85.

Zapisana w normie PN-EN 13791 rwnowano pomidzy walcem h==100 mm oraz szecianem o boku a=150 mm sprawi, e w praktyce, z oczywistych wzgldw, nie bd sto-sowane rdzenie o rednicy 150 mm. Szkoda, gdy wanie ten wymiar by mao wraliwy na zakcenia geometryczne pobocznicy odwiertu i uziarnienie kruszywa w betonach mo-stw. Dodajmy, e w niektrych obiektach z pierwszej poowy XX w. zastosowano tzw. kamloty, tj. kruszywo o min. wymiarze ~5 cm.

Bez wtpienia naley stosowa przepisy normowe, jednak-e w tej sytuacji wszystkie wczeniej wykonane oceny betonu winny by do nich dostosowane. Tabela 1 dotyczy klasy wy-trzymaoci betonu, a w konsekwencji sprowadzenie do klasy jest take objte tym wymaganiem. Powstanie zamieszanie ze wzgldu na utrwalon do tej pory czytelno stosowanego procesu ocen przez projektantw, wykonawcw i administra-cj drogowych obiektw inynierskich. Tego typu oceny s podstaw do prowadzenia przebudowy istniejcych mostw przy jednoczesnym podniesieniu ich klasy nonoci. S to bardzo wane i odpowiedzialne decyzje. Do tej pory prowa-dzone oceny prowadziy do bezpiecznych dziaa. Powstaje zatem pytanie: czy powikszenie granicznych wartoci cha-rakterystycznych i obliczeniowych o ca 17% bdzie w przy-padkach starych mostw waciwe ?

Cae szczcie, e Prawo budowlane daje projektantowi znaczne uprawnienia przy podejmowaniu decyzji w zakresie projektowania i e mamy wielu dowiadczonych projektan-tw, ktrzy w sytuacjach przejciowych mog bazowa na swej nagromadzonej wiedzy. Niestety z drugiej strony zaczy-na dominowa automatyzm programw komputerowych, li-teralnie wypeniajcych warunki normowe, ktre w omawia-nych przypadkach mog prowadzi do rozwiza od strony niebezpiecznej.

Ilociowo problem zosta piknie zilustrowany w komenta-rzu [6] do normy [1]. Na str. 166167 mamy dwa przykady rachunkowe wg norm: PN-88/B-06250 oraz nowej, tu analizo-wanej.

W pierwszym ocenia si beton na podstawie 8 rdzeni i otrzymujemy odpowiednio:

wg starej normy 37/25CMPa2,360,38

minf cube,ck

= ,

wg nowej normy

45/35CMPa0,495,46

85,01

0,425,39

minf cube,ck

=

= ;

wyznaczmy bd wzgldny:

%2525,02,365,462,365,46

B =

=.

W przykadzie drugim wynik okrelono na 15 prbkach i otrzymano:

wg starej normy 37/30CMPa6,37f cube,ck = ,wg nowej normy

45/35CMPa0,490,45

85,01

0,422,38

minf cube,ck

=

= ;

bd wzgldny:

%1818,06,370,456,370,45

A =

= .

Lakoniczny komentarz z [6] cytuje si w skrcie: nowe przepisy normowe s bardziej tolerancyjne przy ocenie klasy betonu w istniejcych konstrukcjach.

W nowej normie podano ostre kryteria wice metody po-rednie tj. sklerometri, pomiar prdkoci fali ultradwiko-wej oraz pull-out z wytrzymaoci wyznaczon na odwier-tach rdzeniowych w celu wyznaczenia krzywej korelacji. W zalecanych dwch wariantach liczba pobieranych rdzeni jest dua i wynosi odpowiednio:

w wariancie 1 18 szt., a w wariancie 2 9 szt. Nowa norma nie obejmuje w swym zakresie bada pored-

nich bez skalowania wynikw porednich do wynikw ciska-nia prbek rdzeniowych. Na zasadzie co autorzy normy mie-li na myli widzimy w zapisach, e wariantom 1 i 2 powico-no dwa podpunkty, odpowiednio 8.2 oraz 8.3. Jednake ostatnie zdanie w p. 8.1.1, w rzeczywistoci, podsuwa 3. wa-riant, bdcy odejciem od koniecznoci pobierania znacz-nej liczby rdzeni, tj. 9 lub 18, a to zmienia sposb badania w zakresie ilociowym.

Waga tego zdania jest tak znaczna, e powinno by ozna-czone jako zasada (ang. Principle) no ale nie jest. Przywo-ajmy je w caoci:

W przypadku gdy metoda porednia jest oparta albo skalo-wana tylko na jednym lub dwch wynikach bada odwiertw, interpretacja wynikw powinna si opiera na postanowie-niach przyjtych w miejscu stosowania.

Mamy zatem podstaw do stosowania w szczeglnoci nieniszczcej sklerometrii, ktra przy wszystkich swych wa-dach jest szybk, tani i nieinwazyjn metod. Konieczno skalowania z jednym lub dwoma wynikami rdzeniowymi wy-daje si by racjonalna.

Drogownictwo 2/2011 45

wspczynniki sprowadzajce do prbki h= = 100 mm

W obu grupach wzorw charakterystyczna wytrzymao betonu w konstrukcji fck,is, w zalenoci od ksztatu badanej prbki betonu, moe by odpowiednio:

=

cyl,is,ck

cube,is,ck

is,ck

flub

f

f (3)

przy czym w omawianej normie mamy wyranie wyspecyfi-kowane (p. 7.1), e odwiert o dugoci rwnej nominalnej rednicy 100 mm odpowiada prbce szeciennej o boku 150 mm. Jednake dalej znajdujemy tre dajc wolne pole do analiz, a dotyczce przeliczania wynikw bada od-wiertw. Tak wic sytuacja w tym zakresie jest niezmienna od samego pocztku elbetu, czyli od czasw, gdy podsta-w takich przelicze byy prace Saligera, Bacha, Paszkow-skiego, Roa, Empergera, Gwozdiewa i innych. Jest to za-gadnienie szczeglnie wraliwe w sytuacjach, gdy proporcje pomidzy wysokoci h a rednic prbek s inne ni 1:1 lub 2:1. Dodajmy, e dawniej mwiono o prbce, e jest wal-cowa gdy h/ = 1, podczas gdy prbk o proporcji h/ = 2 nazywano supow. W obecnej nomenklaturze wystpuj jedynie prbki walcowe (ang. cylinder).

Poza proporcjami liniowych wymiarw w przypadku betonu wane jest by uwzgldni jego objto, gdy na og wytrzy-mao spada przy wzrocie objtoci badanej prbki betonu, co jak wynika z teorii pkania Griffitha jest zwizane z propor-cjonalnoci redniej iloci rys do objtoci prbki, a o znisz-

czeniu decyduje rozwj najwikszej z rys [11]. Zatem na zasa-dach okrelonych norm [1] wyznaczmy korelacj pomidzy wymiarami prbek, przyjmujc jako odniesienie prbk walco-w h/ = 1 i h=100 mm. Wykorzystamy dane empiryczne z ju wczeniej przywoywanej monografii [2],

R16 = 0,85 R8 = 1,1 R19,6, (4)

w ktrej jako wielko odniesienia przyjmowano prbk wal-cow h/= 1 i h=120 mm, o polu podstawy walca ~100 cm2; przez R oznaczono tu wytrzymao betonu na ciskanie. Warto nadmieni, e relacja (4) bya stosowana w starych Polskich Normach. Rachunki wykonano w arkuszu kalkula- cyjnym, a wyniki zawarto w tabeli 1. W rezultacie przelicze wyznaczono krzyw korelacji speniajc warunek (4). W ostatniej kolumnie tabeli 1 mamy wyznaczone wspczyn-niki sprowadzajce do prbki o h = = 100 mm. Wykres na rysunku 1 jest wizualizacj rachunkw z tabeli 1.

Wykorzystamy teraz wyznaczon korelacj do oceny pr-bek betonu pobieranego z obiektu 4 w cigu obwodnicy Kra-nika.

obwodnica kranika

Kranik obejmuje skrtow nazw dwa rne miasta tj. Kranik, nazywany potocznie Starym Kranikiem oraz Kra-nik Fabryczny zbudowany razem z Fabryk oysk Tocz-

Fot. 1-2. Ciki ruch samochodowy w centrum Kranika (fot. S.Kara, R.Mikiewicz)

Ta b e l a 1. wyznaczenie korelacji sprowadzajcej do prbki h = = 100 mm

h = [cm]

V[cm3]

v/v16[1]

wsp.sprow.do 16

spr. wg krz. korelacji

wsp.sprow.do 10

8 402,12 0,13 0,85 0,850 0,973

16 3216,99 1,00 1,00 1,000 1,145

19,6 5913,68 1,84 1,10 1,100 1,260

10 785,40 0,24 0,873 1,000

Rys. 1. Krzywa korelacji wytrzymaoci do wzgldnej miary objtoci

Drogownictwo 2/201146

nych. Przez Kranik biegnie (i to dosownie) droga krajowa nr 74 Kielce Kranik. Kierujcy si na most w Annopolu cay ruch samochodowy przejeda przez stare centrum, ktre mimo rnych skutecznych w swoim zakresie rozwiza in-ynierii ruchu, jest przecione ruchem autobusw i samo-chodw ciarowych, w tym w szczeglnoci TIRw.

Dodatkowo stan toku na jezdniach potguje pooenie miasta na wzgrzach oraz liczne zakrty wynikajce z histo-rycznej zabudowy. Od wielu lat planowano budow objazdu (nazwanego obwodnic) centrum Kranika. W 2007 r. w Drog-Mocie Lubelskim zakoczono prace projektowe (projektant: in. Stanisaw Kitliski). Podstaw projektowania bya ww-czas norma PN-EN 206-1:2003, ktra rwnie posuya do sporzdzenia specyfikacji szczegowych dotyczcych beto-nu. Obecnie prace budowlane wchodz w kocow faz. Wybrany, spord trzech, wariant trasy przebiega przez ma-lownicze pagrkowate tereny charakterystyczne dla Lubelsz-czyzny. Wystpujce liczne i gbokie wwozy byy przyczy-n zastosowania przej mostowych, przy czym s to: 1 wia-dukt ukowy elbetowy, 2 estakady stalowe zespolone z el-betow pyt pomostu oraz 5 przepustw ze blach falistych typu SuperCor.

Obiekt nr 4 to wiadukt z ustrojem nonym zespolonym typu stal-beton o dugoci 49,0 m i szerokoci 14,6 m. Pyta elbetowa o gruboci pomidzy dwigarami 25 cm oparta jest na piciu stalowych dwigarach blachownicowych (fot. 3-4, rys. 2).

Badania betonu z obiektu nr 4 w cigu obwodnicy kranika

W dokumentacji projektowej przyjto, e beton pyty ustro-ju nonego bdzie klasy C35/45. Ukadanie mieszanki beto-nowej wykonano w dniu 12 kwietnia 2010 r., wtedy rwnie pobrano materia do uformowania znormalizowanych pr-bek, szecianw o boku a = 150 mm.

Po 28 dniach dojrzewania w dniu 17 maja 2010 r. przepro-wadzono prby ciskania 9 prbek w Laboratorium GDDKiA Oddziau w Lublinie, uzyskujc:

45/35C.proj37/30CMPa370,422,36

minf cube,ck

=

=

+

=

,

Fot. 3-4. Budowa obiektu nr 4 w cigu obwodnicy Kranika (fot. S.Kara, R. Mikiewicz)

1) za zgod DrogMostu Lubelskiego

Rys. 2. Przekrj poprzeczny pyty ustroju nonego1) obiektu nr 4 w cigu obwodnicy Kranika

Drogownictwo 2/2011 47

tu zgodnie z najnowsz norm [1] stosowano dzielnik 0,85. Przy pomi-niciu dzielnika mamy:

fck, cube = 48,5 MPa C* 40 / 50 >> proj. C35 / 45,

przy czym przez C* = 0,85C oznaczono quasi-klas odpowiadajc wy-trzymaoci betonu na ciskanie w konstrukcji.

Jednoczenie wyko-nawca pobra 8 rdzeni i na nich przeprowadzono badania w Laboratorium GDDKiA Oddzia w Lublinie, w dniu 21 maja 2010 r. (4 dni po 28 dniach dojrzewania). Pomierzono rednice, ktre zawieray si w przedziale ~98 do 99 mm przy wysokociach ~100 mm. Po sprowadzeniu do wymiarw prbki h = = 100 mm obliczono:

k = 6, fm(8),is = 47,48 MPa, fis,lowest = 36,89 MPa, cc(t) = 1,03

( )

45/35C.proj40/32C

MPa4094,39494,35f

27,406fminf

*.n.n

lowest,28,is

is,28,8mcube,28,is,ck

=

= ,

jednoczenie przy stosowaniu dzielnika 0,85 otrzymujemy

fck,cube = 59,0 MPa C50 / 60.

Pomierzony przebieg wzrostu wytrzymaoci

Zbieg okolicznoci sprawi, e uzyskano moliwo zesta-wienia wyznaczanych wytrzymaoci w czasie i mona byo narysowa wykres ich zmiennoci. Na osi odcitych odoo-no czas w dobach, podczas gdy na osi rzdnych podano wartoci fck,is w MPa tj. wytrzymaoci charakterystyczne beto-nu w konstrukcji, prowadzce do wprowadzonej tu quasi-kla-sy C*. W zmiennoci wytrzymaoci nie uwzgldniono wyniku IBDiM, podajc go jednak w postaci dodatkowych punktw. Graficzny obraz zmiennoci wytrzymaoci zawiera wykres na rysunku 3.

Komentujc krtko wykres na rysunku 3, stwierdzamy, e w analizowanym przypadku miarodajne s wielkoci wyzna-czane jako wytrzymao charakterystyczna w konstrukcji fck,is,28,cube, przy czym w analizie zastosowano wartoci sprowa-dzone do 28 dnia twardnienia betonu. Zastosowanie dzielni- ka 0,85 w rozpatrywanym przypadku znacznie zaciemnia in-terpretacj.

Nowe betony stosowane w mostownictwie

Wspczesna chemia betonu stwarza bardzo szerokie mo-liwoci w osiganiu wybranych cech mieszanki betonowej. Dziki temu mona wydua czas transportu mieszanki be-tonowej z wytwrni do miejsca budowy.

W przypadku obwodnicy Kranika, mieszanka betonowa bya wytwarzana w Lublinie odlegym od placu budowy o ~50 km. Przejazd samochodu na tym dystansie w cigu dnia, na drodze krajowej nr 19 nie by krtszy ni 1h, a jako przecitny czas mona z powodzeniem przyjmowa podwojon warto tj. ~2h.

W omawianym tu problemie koincydencja moliwoci inter-pretacyjnych wynikajcych z nowej normy [1] oraz opisane-go stanu zanionej wytrzymaoci jest przypadkowa, ale i szczliwa, gdy pokazuje niedostatki tej normy.

Zdaniem autorw przyczyn opnienia osigania da-nych w projekcie wytrzymaoci mogy by stosowane do mieszanki betonowej opniacze, niezbdne do wyduone-go czasu dowozu.

Wpyw opniaczy jest rozpoznany i na og traktowany w ten sposb, e domieszki opniaczy podnosz 28-dniow wytrzy-mao betonu. Podniesienie kocowej wytrzymaoci wynika

t[doby]

fck,is,28,cube fck,28,cubeMPa MPa

0 0 0

28 37,0 37,0

32 40,0 47,0

52 50,0 59,0

30 49,0 59,0

Rys. 3. Zmienno wytrzymaoci w czasie (opis w tekcie)

Drogownictwo 2/201148

z uspokojonego procesu krystalizacji, wystpujcego rwno-miernie i systematycznie obejmujcego wszystkie pory. Jednak-e istnieje zawsze niebezpieczestwo przedawkowania w przyjtej recepturze betonu, a to moe implikowa stany ana-logiczne do majcych miejsce na obwodnicy Kranika. Wyra-zem takich potencjalnych zagroe s zastrzeenia producen-tw chemii do betonw zamieszczane w kartach technicznych.

wnioski

1. W artykule rozpatrzono kilka wanych problemw inter-pretacyjnych zwizanych z wprowadzeniem nowej normy PN-EN 13791:2008 w kontekcie stosowanych w mostownic-twie oszacowa charakterystyk betonu, sygnalizujc ich jako-ciowe i ilociowe aspekty. Wskazano, na przykadzie bada betonu ustroju nonego obiektu nr 4 w obwodnicy Kranika, e wprowadzony w normie dzielnik 0,85 moe prowadzi do bdnych interpretacji.

2. Podczas badania betonu z ww. obiektu odnotowane opnienia w osigniciu waciwej wytrzymaoci mogy by spowodowane dozowaniem rodkw spowalniajcych wstpne procesy wizania mieszanki betonowej.

3. Dla kadego mostowca jest rzecz bolesn robienie dziury w mocie. W opisywanym przypadku pobierano prb-ki a 3 razy, przy czym ich czna liczba wynosi 3 + 8 + 8 = 21 szt. o cznej objtoci 0,016 m3. Jest to sytuacja wyjtko-wa, ale i tu mona wycign nauk moe naley wykony-wa w bezporednim ssiedztwie mostu pyt wiadka np. o wymiarach 1,0 1,0 0,15, zaizolowan od gry, ktra byaby miejscem potencjalnych pobra rdzeni do bada w przyszoci bd w sytuacjach awaryjnych, bez konieczno-ci naruszania elementw konstrukcyjnych. Dodatkowo, po-branie pitnastu rdzeni z betonu np. C70/85 stwarza utrudnie-nia techniczne w porwnaniu do analogicznego zadania lecz w przypadku betonu C25/30.

4. Przeliczanie wynikw bada odwiertw rdzeniowych o rnych proporcjach wysokoci do rednicy powinno by oparte na wiarygodnych wspczynnikach przeliczeniowych. Takie ujcie stwarza moliwo stosowania rnych wiary-godnych metod. Do tej pory najczciej wykorzystywano przeliczenia zawarte w monografii Neville [12]. W niniejszym

artykule zastosowano krzyw korelacji przedstawion na ry-sunku 1. Wydaje si, e istnieje potrzeba opracowania zbioru krzywych korelacyjnych do rnych typowych grup betonw, podobnie, jak ma to miejsce w przypadku sklerometrii. Przy czym nie chodzi tu o to, by narzuca pewne rozwizania, ale by stworzy baz do studiw porwnawczych.

5. Widoczne na zdjciach wiaduktu podpory tymczasowe usunito po 45 dniach twardnienia betonu, tj. w czasie, gdy na pewno osignito wytrzymao sprowadzon (bez stosowania dzielnika 0,85) odpowiadajc projektowanej klasie C35/45.

Autorzy wyraaj podzikowanie Polskiemu Komitetowi Normalizacyjnemu, w osobie Pani Joanny Roguszka, za moliwo studiowania Norm Europejskich w ich oryginal-nych wersjach jzykowych.

B i b l i o g r a f i a

[1] PN-EN 13791:2008 Ocena wytrzymaoci betonu na ciskanie w konstrukcjach i prefabrykowanych wyrobach betonowych; EN 13791:2007 Assessment of in-situ compressive strength in struc-tures and precast concrete components

[2] Olszak W., Kauffman S., Eimer Cz., Bychawski Z. Teoria kon-strukcji spronych, str. 210, PWN, Warszawa 1961 r.

[3] Biliszczuk J., i inni Podrcznik inspektora mostowego. Politech-nika Wrocawska, Wrocaw 1995

[4] Eurocode 1: EN 1991-2 Einwirkungen auf Tragwerke Teil 2: Ver-kehrslasten auf Brcken

[5] Moczko A., Ocena wytrzymaoci betonu na ciskanie w konstruk-cjach na podstawie badania odwiertw rdzeniowych w wietle nowej normy europejskiej EN-13791:2007, http://www.polskice-ment.com.pl /3/1/artykuly/2008_1_50,51,52,53,54,55.pdf

[6] Beton wedug normy PN-EN 206-1-komentarz, praca zbiorowa pod kierunkiem Lecha Czarneckiego, PKN, Cement polski, Kra-kw, 2004

[7] PN-EN 12350-1 Badania mieszanki betonowej. Cz 1: Pobiera-nie prbek

[8] PN-EN 12390-2 Badania betonu. Cz 2: Wykonywanie i piel-gnacja prbek do bada wytrzymaociowych

[9] PN-EN 12390-3 Badania betonu. Cz 3: Wytrzymao na ci-skanie prbek do badania

[10] Szmygin B. Semiotyka w analizie zabytkw architektury, Teka Komisji Urbanistyki i Architektury PAN t.XXVIII, Krakw 1996, ss.141-145

[11] Zihai Shi Crack analysis in structural concrete: theory and ap-plications, Butterworth Heinemann, 2009

[12] Neville A.M., Waciwoci betonu. Polski Cement, Krakw 2000

Uprzejmie informujemy Szanownych Prenumeratorw, e zgodnie z ustaw wprowadzajc5% stawk podatku VAT na czasopisma, cena 1 egzemplarza Drogownictwa

od 1 stycznia 2011 roku wynosi 17,85 z (w tym 5% VAT). Prenumerata roczna wynosi 214,20 z.

Faktury bd wysyane po wpaceniu nalenej kwoty na nasze konto:

38 1160 2202 0000 0000 2741 3872

Zapraszamy do prenumerowaniaRedakcja