doporučení pro zabránění AAR (reakcí kameniva s alkáliemi v betonu) Josef Stryk a kol

Poradasekce týmu pro CB kryty a vozovek podkladní vrstvy Jednání cementobetonových

13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

Přehled aktuálních předpisů/doporučení pro zabránění AAR (reakcí kameniva s alkáliemi v betonu) Josef Stryk a kol.


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

RILEM skupiny (TC) Nedávno ukončené: 219-ACS: AAR v betonových konstrukcích: funkční zkoušky a hodnocení Philip NIXON ukončeno: 2014 Běžící: 258-AAA: Zabránění alkalicko agregátní reakci v betonu – pojetí funkčních zkoušek Børge Johannes WIGUM zahájeno: 2014 259-ISR: Prognóza degradace a ztráty provozuschopnosti konstrukcí zasažených ASR Victor E. SAOUMA zahájeno: 2014


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

RILEM State-of-the-art Recommendations for the Prevention of Damage by Alkali-Aggregate Reactions in New Concrete Structures, 2016 TC 219-ACS zahrnuje zkuš. metody AAR-1 až AAR-5 a předpisy AAR-7.1 až AAR-7.3 AAR-0: průvodce jak provádět ověření kameniva na riziko AAR AAR-1.1: petrografie (+AAR-1.2 petrografický atlas) AAR-2: zrychlená trámečková metoda AAR-3: betonové trámce, 38oC AAR-4: betonové trámce, 60oC AAR-5: zrychlený test pro uhličitanové kamenivo (pouze ACR) http://link.springer.com/book/10.1007/978-94-017-7252-5


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

petrografie ASR

ACR

zrychlené zkoušky

maltové trámečky, – 16 dní * Pokud nebylo provedeno petrografické posouzení, předpokládá se třída II (nebo III)


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

zkoušky na betonu

betonové trámce zkrácená verze – 15-20 týdnů

betonové trámce dlouhodobá zk. – nejčastěji 1 rok


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

USA Podchyceno normami ASTM - petrografie, včetně analýzy vzorků odebraných betonů ze staveb - dilatometrické zrychlené zkoušky a dlouhodobé zkoušky: ověřování kameniva, včetně ověřování použitého cementu a dalších mat.

FHWA zprávy (Federal Highway Administration) - diagnostika, prognóza a opatření, řada podkladů - viz dále

NRMCA (National ready mixed concrete association) CIP-43, 2014 - přehledné shrnutí jednotlivých norem ASTM a zkušeností s jejich užíváním, základní členění je na: - ASR - ACR (uhličitanové)


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

ASTM C295 / C295M - 12 Standard Guide for Petrographic Examination of Aggregates for Concrete -

posouzení kameniva používaného do betonu chemicky nestabilní minerály objemově nestabilní horniny

ASTM C1293 - 08b(2015) Standard Test Method for Determination of Length Change of Concrete Due to Alkali-Silica Reaction -

základní dilatometrická zkouška, trvá rok

ASTM C1260 - 14 Standard Test Method for Potential Alkali Reactivity of Aggregates (Mortar-Bar Method) -

zrychlená dilatometrická zkouška, trvá 16 dní, v ČR se používá dle TP 137


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

ASTM C856 - 14 Standard Practice for Petrographic Examination of Hardened Concrete -

způsob petrografického posuzování odebraných vzorků betonu (vývrtů)

ASTM C289 - 07 Standard Test Method for Potential Alkali-Silica Reactivity of Aggregates (Chemical Method) -

jednodenní zkouška na rozdrceném kamenivu, 80oC, kdy se měří přírůstek SiO2 a úbytek zásaditosti roztoku, dle FHWA i NRMCA nespolehlivé v lednu 2016 vypršela její platnost, bez náhrady jde o zkoušku uvedenou v ČSN 72 1179, která byla při revizi TP 137 vypuštěna

+ další obdobné zkoušky ASTM


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

FHWA-HIF-09-004 Report on the Diagnosis, Prognosis, and Mitigation of Alkali-Silica Reaction (ASR) in Transportation Structures, 2010 https://www.fhwa.dot.gov/pavement/pub_details.cfm?id=674

FHWA-HIF-13-002 Selecting Measures to Prevent Deleterious AlkaliSilica Reaction in Concrete: Rationale for the AASHTO PP65 American Association of State Prescriptive Approach, 2012 http://www.fhwa.dot.gov/pavement/concrete/asr/hif13002/hif13002.pdf

Highway and Transportation Officials

FHWA workshop Alkali-aggregate Reaction – Session 07: Diagnostics and Prognosis, 2012 FHWA-HIF-13-019 Alkali-Aggregate Reactivity (AAR) Facts Book, 2013 https://www.fhwa.dot.gov/pavement/pub_details.cfm?id=894

FHWA-HIF-14-0002 Methods for Evaluating and Treating ASR-Affected Structures: Results of Field Application and Demonstration Projects, 2013 – Volume I: Summary of Findings and Recommendations http://www.fhwa.dot.gov/pavement/pub_details.cfm?id=925 – Volume II: Details of Field Applications and Analysis http://www.fhwa.dot.gov/pavement/pub_details.cfm?id=926 - příklady z 9 konkrétních staveb


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

Opatření proti ASR – výroba CBK: RILEM AAR-7.1 Recommended Specification: Minimise Damage from Alkali Reactions in Concrete - Part1:ASR (zmíněno také v TNI CEN/TR 16349:2014)

risk kategorie = S2 (dopravní stavby, životnost do 100 let), prostředí = E3 (zmrazovací cykly, solení), úroveň prevence P3 (pro kombinaci S2 a E3) = vyber jedno z níže uvedených opatření:

M1: omezení alkálií v betonu – cement (0,6 %), použití strusky, popílků a dalších materiálů: opatření M1 se člení podle reaktivity kameniva: nízké, střední, vysoké např. pro střední platí předběžné doporučení: popílek – náhrada 25-30 % cementu, struska – náhrada 40 % cementu

M2: použití nereaktivních kombinací kameniva do betonu úpravy M3: omezení přístupu vlhkosti a udržování betonu v suchém stavu povrchové nedostatečné M4: modifikace vlastností gelu, aby nebyl rozpínavý (soli lithia přidané do záměsové vody)

RILEM doporučuje opatření M1 a M2, která jsou odzkoušená a prověřená.


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

Opatření proti ASR – výroba CBK (USA): AASHTO PP65 Standard Practice for Determining the Reactivity of Concrete Aggregates and Selecting Appropriate Measures for Preventing Deleterious Expansion in New Concrete Construction, 2011 třída rizikového kameniva = R0 až R3 podle dilatometrických zkoušek (14 dní nebo raději 1 rok) ASR risk (pro kombinaci konstrukce vystavené solení a např. třídy R1) = level 4 prostředí = S3 (vozovky) úroveň prevence Y (pro kombinaci level 4 a S3) = níže uvedená opatření:

1) omezení alkálií v betonu – max. 1,8 kg/m3 Na2Oeq. 2) %-ní nahrazení cementu – popílek (25-30 %), struska (50 %), křemičité úlety (výpočet – závislost množství cementu a obsahu jeho alkálií) Použití soli lithia se v tomto obecném přístupu nepoužívá – musí se odzkoušet na konkrétních vzorcích vyrobených s použitím testovaného kameniva.


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

Opatření proti AAR – výroba CBK (ČR): TP 137 Vyloučení alkalické reakce kameniva v betonu na stavbách pozemních komunikací, 2016 prostředí = E3 (působení vnější vlhkosti a dalších přitěžujících faktorů)

definuje max. obsah alkálií v betonu

hodnocení použitelnosti kameniva na základě kombinace petrografického posouzení a provedených dilatometrických zkoušek


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

Shrnutí: -

Vychází se ze zkušeností na stavbách, kde bylo dříve kamenivo použito. Zaměření je téměř výhradně na kontrolu a řízení vstupních materiálů. Petrografické posouzení je základ – nepodceňovat! U dilatometrických zkoušek se preferují dlouhodobé zkoušky. Chemická metoda byla vypuštěna.

- Používá se náhrada za portlandský cement, která snižuje riziko AAR. - Experimentuje se s použitím soli lithia. - Ve zprávách se zmiňují externí zdroje přispívající k rozpínavým reakcím, ale zejména v souvislosti se zimní údržbou (solení) – působení z vrchu. - Otázka je jak velký vliv mají látky vzlínající do betonu prostřednictvím jeho podkladu – působení ze spodu (jaká opatření proti tomu).


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

Opatření - AAR na hotové kci: vozovky: FHWA - AAR facts book, kap. 8: - omezení vlhkosti betonu (např. zdokonalení drenáže)

obtížné

- aplikace postřiků/penetrace (slibný je silan např. 30%-LiNO ) - musí být voděodolný, ale umožňovat odpařování

účinnost - ?

- aplikace lithia na povrch - princip doposud není znám

ověřuje se

- dodatečné zpevnění (např. FRP – sloupy, mosty)

ne

- uvolnění napětí (řezy, výměna části betonu u přehrad)

ne

3


13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

Zkoušky na vývrtech pro ŘSD (SFDI): Projekt: Posouzení rizika vzniku a rozvoje rozpínavých reakcí na nově budovaných a stávajících CB krytech z hlediska petrografie, 2016 - první práce byly provedeny v rámci projektu CESTI (TAČR) www.cesti.cz - stav betonových vozovek - 0, I, II, III – pastortizace poruch z povrchu vozovky na dálnicích provedena ŘSD v roce 2015 - ŘSD odebralo 3 vývrty z desek reprezentujících tyto stupně na dálnicích § vizuální posouzení (trhliny – foto, CI, DRI) § petrografie (spodní část, střed, horní část vývrtu): -

horninová a minerální skladba kameniva, určení reaktivních minerálních a horninových složek a jejich zastoupení typ a výskyt rozpínavé reakce chemické složení novotvořených rozpínavých fází míra zaplnění pórů a trhlin

§ mechanické zkoušky – zejména prostý a příčný tah


Děkuji za pozornost. Josef Stryk a kol.

13. 3. 2012 Praha, 18. 5. 2016

doporučení pro zabránění AAR (reakcí kameniva s alkáliemi v betonu) Josef Stryk a kol

Recommend Documents