Andmebaasi logo
 

Condition and Residual Bearing Capacity of Existing Reinforced Concrete Structures

Laen...
Pisipilt

Kuupäev

2011

Kättesaadav alates

Ajakirja pealkiri

Ajakirja ISSN

Köite pealkiri

Kirjastaja

Eesti Maaülikool

Abstrakt

Betooni kõrge survetugevus ja terase head tugevusnäitajad tõmbel teevad raudbetoonist laialdaste kasutusvõimalustega komposiitmaterjali, mida kasutati möödunud sajandil ehitustarindites küllaltki ulatuslikult. Vananemise tõttu on kulutused olemasolevate raudbetoontarindite hooldusele, remondile ja asendamisele viimastel aastakümnetel oluliselt suurenenud. Kirjanduses jagatakse raudbetoontarindi kasutusiga mitmeks perioodiks. Torres-Acosta jt. (2007) järgi eristatakse kolme perioodi: korrosiooni alg-, levimis- ning jääkperiood. Viimasel kolmel aastakümnel on ulatuslikult ja intensiivselt uuritud korrosiooni algperioodi. Vähemal määral on uuritud korrosiooni levimist ja selle mõju raudbetoontarindi käitumisele (Li jt. 2008). Korrosiooni levimise ja jääkperioodi uuringutest on üsna vähesed pühendatud korrosioonikahjustustega raudbetoontarindi jääkkandevõimele (Torres-Acosta jt. 2007). Enamikus sellistes katsetes on korrosioon tekitatud ja kiirendatud laboratoorsetes tingimustes, kus korrosiooni tekitamiseks paigaldatakse betoon koos kloriididega ning korrosiooni kiirendamiseks kasutatakse sundvoolu. Paraku ei anna kiirendatud korrosiooniga tehtud katsed alati võrreldavaid tulemusi loomulikus keskkonnas korrodeerunud tarindite katsetega (Torres-Acosta jt. 2007). Kahjuks leidub kirjanduses vähe andmeid katsetest vananemisel korrodeerunud raudbetoontarindite kohta. Sellest tulenevalt on käesoleva doktoritöö põhieesmärgiks täiendada katsetulemusi olemasolevate raudbetoontarindite seisundi ja jääkkandevõime kohta. Töö esimeses osas kirjeldatakse 46 vanadest hoonetest võetud raudbetoonist ribipaneeli katsetamist eesmärgiga: 1. Uurida paneelide jääkkandevõimet, käitumist ja purunemist paindel (I, II, III). 2. Selgitada visuaalse hinde põhjal paneelide korrosioonikahjustuste mõju nende jääkkandevõimele paindel (I, III). Üheksalt objektilt (peamiselt sigalad ja lehmalaudad) pärinevate paneelide vanus katsetamisel oli 10…32 aastat. Kõigi 46 paneeliga tehti paindekatse. Koormamisel imiteeriti ühtlaselt jaotatud koormust. Enne katset hinnati paneele visuaalselt 6-pallist skaalat kasutades. Katseseeriatel alates 2000. aastast (4 seeriat) tehti katseid ka paneelidest võetud materjalidega. Iga paneeli pikiribidest puuriti kümme betoonkärni, mida katsetati survele. Kümnes pragunemata kohas iga paneeli pikiribis avati pingesarrus ning mõõdeti kaitsekihi paksus ja karboniseerumissügavus. Ühe katseseeria (R1…R8) kõrvalpaneelide betoonis hinnati ka kloriidide sisaldust. Iga paneeli pikiribidest lõigati kuus nähtavate korrosioonikahjustustega eelpingestusterase katsekeha. Korrodeerumise iseloomustamiseks määrati katsekehade keskmine massikadu ja diameetri maksimaalne vähenemine. Tõmbekatsega määrati pingesarruse suhteline voolavuspiir ja tõmbetugevus. Tulemused ja järeldused: 1. Kõik paneelid, mille purustav koormus oli väiksem kui kontrollkoormus hinnati visuaalselt hindele 0. Seega tuleks tähelepanu pöörata pikiribis sarrusest eraldunud kaitsekihiga ribipaneelidele (hinne 0), kuna nende paindekandevõime võib olla vähenenud võrreldes uute paneelidega. 2. Kõik paneelid, mille pikiribis oli korrosiooni tagajärjel tekkinud pragu (hinne 1) suutsid kanda kontrollkoormust. Seega vastavad need paneelid uute paneelide tugevustingimustele isegi peale suhteliselt pikka kasutusiga. 3. Kõik uuritud paneelid (olenemata hindest) suutsid kanda arvutuslikku koormust, st. vastasid kandepiirseisundile. Siiski, piisavast jääkkandevõimest hoolimata vajavad pragunenud või sarrusest eraldunud kaitsekihiga paneelid (vastavalt hindega 1 ja 0) remonti. 4. 46 paneelist 36 purunes paindemomendile. Lisaks esines veel paneeli pikisarruse ankurduse (keevise) purunemist (3 paneeli), põikjõupurunemist (3 paneeli), põiki- (2 paneeli) ja pikiribi sarruse purunemist (1 paneel) ning pikiribi purunemist (1 paneel). Töö teises osas esitatakse Kohtla-Järvel 1951. aastal ehitatud põlevkivikeemiatehase generaatorihoone raudbetoonist kandetarindite seisundi ja betooni omaduste uurimise tulemused. Nende uuringute eesmärk oli: 1. Leida ja hinnata visuaalselt generaatorihoone kõige tõsisemate korrosioonikahjustustega raudbetoontarindid (IV, V). 2. Võrrelda postidest ja taladest väljapuuritud betoonkärnide survetugevust ehitusprojekti andmetega (IV). 3. Teha kindlaks kahjustuste kõige tõenäolisem põhjus (IV). Ka kõiki generaatorihoone raudbetoonposte ja –talasid hinnati visuaalselt 6-pallist skaalat kasutades. 55 puursüdamikul määrati survetugevus ja mõõdeti karboniseerumissügavus ning puuraukudes mõõdeti betoonkaitsekihi paksus. Generaatorit kandvatest taladest puuritud neljal kärnil määrati sulfaatide, kloriidide ja nitraatide sisaldus. Lisaks võeti 1. korruse postidest kümme betoonitükki veeimavuse määramiseks. Tulemused ja järeldused: 1. Tarindite visuaalsel hindamisel selgus, et enamiku postide (1-3. korrusel) ja talade (2-4. korrusel) kaitsekiht on korrosiooni tagajärjel sarrusest eraldunud (hinne 0). Hinde 0 saanud tarinditest olid kõige halvemas seisundis generaatorit kandvad talad 2. korrusel. 2. Nii postidest kui taladest puuritud kärnide keskmine survetugevus ületas (endises Nõukogude Liidus kasutatud) projektile vastavat betooni tugevusmarki. Taladest puuritud betoonkärnide survetugevus vastaks praegu kehtivatest betooni tugevusklassidest kõige madalamale – C8/10. Postidest puuritud betoonkärnide tugevus jääb tänapäeva tugevusklassidest madalamaks. 3. Uuritud generaatorihoone raudbetoontarindite kahjustused võivad pärineda juba 1950-ndatest. Teistsuguse tootmistehnoloogia tõttu (generaatoreid kasutati gaasi tootmiseks) eemaldati tollal generaatoritest igapäevaselt šlakki. Šlaki „roopimise“ ajal olid generaatorit kandvad raudbetoontarindid kaitsmata luukide kaudu väljuvate agressiivsete gaaside eest. Nende gaaside kõrge kontsentratsioon ongi kõige tõenäolisem raudbetoontarindite kahjustuste põhjus. Uuringu tulemustest lähtudes on antud soovitused generaatorihoone kahjustunud raudbetoontarindite remondiks. Üldised järeldused: 1. Doktoritöö mõlemas osas hinnati raudbetoontarindeid 6-pallisel skaalal. Töö tulemused näitavad, et skaalal hinde 0 saanud tarindite kandevõime varieerus kõige enam. Töös rakendatud skaala on välja töötatud 1974. aastal ja vajab hinde 0 osas edaspidistes uuringutes täiendamist. 2. Raudbetoontarindi korrosiooni algperiood, levimisperiood ja jääkperiood võivalt oluliselt varieeruda. Põlevkivikeemiatehase uuring näitas, et generaatorit kandvate talade eluea jääkperiood osutus mitmeid kordi pikemaks kui alg- ja levimisperiood kokku. 3. Doktoritöö mõlemad uuringud näitasid, et ebapiisav materjalide või ehitustööde kvaliteet võib katsetulemusi mõjutada. Sellest tulenevalt tuleks olemasolevate raudbetoontarinditega seotud katsetulemusi interpreteerida ettevaatlikkusega. 4. Doktoritöös uuritud korrosioonikahjustustega raudbetoontarinditel esines sarrusterase ühtlane korrosioon. Ühtlast korrosiooni on suhteliselt lihtne mõõta ja selle abil raudbetoontarindi eluea jääki prognoosida. Olemasolevate raudbetoontarindite kandevõime vähenemise seisukohalt on tunduvamalt ohtlikumad punktkorrosioon ja pingekorrosioon.

Kirjeldus

Märksõnad

raudbetoonkonstruktsioonid, kandekonstruktsioonid, paneelid, korrosioon, korrosioonitestid, kandevõime, dissertatsioonid

Viide

Kollektsioonid