ZESZYTY M Ü K . Q H B PQUCTBCHHIKI ŚIĄ3KIBJ Serias BUDtWNICWO z. 25
1969 Rr kol. 264
Marian Starczewski, Teresa Karczewska, Jakub Mames, Zdzisław Suiimcmski
BADANIA. KOROZJI ELEMENTÓW STRUN (BET Cii OWYCH Z LEKKICH BETONÓW HJPKOPCRYTCWYCH
W ciągu ostatnich lat obserwuje się w Polsce wzrastające zainte
resowanie lekkimi betonami konstrukcy jręymi . Możliwość stosowania do konstrukcji sprężonych betonu lekkiego na krajowym kruszywie łupkoporytowym "Knurów" została od strony technologicznej i wy
trzymałościowej w pełni udokumentowana badaniami przeprowadzonymi w Politechnice Śląskiej w latach 1960-65 [1].
Do oceny pełnej przydatności betonu łupkoporyt.owego w konstruk
cjach sprężonych konieczne jest rozpoznanie jego trwałości w śro
dowiskach chemicznie agresywnych, a to ze względu na większą za
wartość szkodliwych substancji (związki siarki i węgla) w samym kruszywie oraz większą jego porowatość w porównaniu z kruszywami naturalnymi [2].
Przeprowadzone badania doświadczalne miały więc zakres zmie
rzający do określenia stopnia korozji*
- stali sprężającej w elementach z, betonu łupkoporytowego i po
równania go z korozją tej samej stali w elementach z betonu zwykłego w ośrodkach agresywnych reprezentatywnych dla środo
wisk przemysłowych,
- betonu łupkoporyt owego i porównania go z korozją betonu zwykłe
go w tych samych ośrodkach agresywnych.
Badaniom poddano
310 szt. beleczek sprężonych o wymiarach 6 x h x 150 cm gdzie h » 9,5, 10 i 1? cm
Charakterystylca betonówpoddanychbadaniem
140 M. Starczewski, T. Karczewska, J, Mames, Z» Sulimowaki
Rodza.1betonu L-300
O O
CDr\ o 400
8CVi 1790 -.
. . .
...OOJ
• LAO
* r -r~
T~r-
* V0Oj
&
ca
8
3
OITli - CV
oCA
in r - 4A
lA S¥
<v VDCA ONt—
cor—
• OT—
• r -Cu
<A
**•
OCM COt—
o0
•w 1
oco r*cv
o O 8
in
«A VD
w— £
CVj
€0T—
• S
w—
• CACM w—«h
<\1 LA
1
sj
! a a
$D
3, 5 jń)
» c
w O
•pr s
•H •
a
>
* 8 ^
i °
o 6 l.N
* O p
0 6
1 i
&
o«
•
s | pL’p.
£t*
i * . H O
•P <rł h **
8 . 3 i i 3 ?
§ o
© ir\
O <*%
ol
"8 a
o -X
a
•H8 ynO
■po
«>■
•r-d
•g
a
•HO
»
•
&
P«
i
>
T isS 0
s
•pn
1
*T
>
H)
>0
1
I
*
VJ vtao o5 S p.8
■*
»
3 "a
003 * £
CO X
Badania korozji elementów strunobetonowych,.. 141
36 szt. beleczek żelbetowych o wymiarach 6 x 10 x 150 cm 400 szt. walców betonowych 0 16 x 16 cm
80 szt. walców betonowych 0 15 x 30 cm z wbudowanym prętem cen
tralnym 0 1? mm.
Wymienione elementy próbne wykonano z trzech rodzajów betonu (tabl. 1);
L-300 - lekkiego dwufrakcjowego (0/4 i 4/10) z kruszywa "Knurów"
bez piasku naturalnego
L-400 - lekkiego dwufrakcjowego z dodatkiem piasku naturalnego Z-400 - zwykłego z kruszywa granitowego.
Stosowano sprężenie na zasadzie przyczepności. Beleczki zbrojono jednym cięgnem, przy czym jako zbrojenia używano*
- splotu 2 0 2,5 n*n o naciągu 1400 i 700 kO - splotu 7 0 2,5 mm o naciągu 4500 kG - drutu 0 5 mm o naciągu 1400 kG
- pręta 0 1? mm ze stali 18 G? i 34 GS (bez naciągu).
Grubość najmniejszej otuliny wynosiła 1,5 cm, 2 cm i 3 cm. Ele
menty próbne poddano przez 3,7 i 10 miesięcy działaniu wodnych, względnie gazowych ośrodków agresywnych, które mogły wywołać ważniejsze ze znanych typów korozji betonu i stali. Mediami agre
sywnymi były*
- 10^ roztwór siarczanu amonowego, - 10* roztwór chlorku sodowego,
- pary kwasu solnego przy okresowo zmiennej wilgotności, - gazowy dwutlenek siarki w wilgotnej atmosferze.
Oprócz tego część elementów przechowywano przez ten sam czas w wodzie wodociągowej i w warunkach powietrzno suchych.
Elementy próbne poddano działaniu mediów korozyjnych w specjal
nych wannach winidurowych a następnie zbadano pod względem wytrzy
małościowym i chemicznym.
14? M. Starczewski, T, Karczewska, J. Mames, Z. Sulimowskl
Badania wytrzymałościowe objęły*
- oznaczenie wytrzymałości na ściskanie na walcach kontrolnych f! 16 x 16 cm,
- pomiar ugięć i momentów niszczących dla belek sprężonych i żel
betowych,
- oznaczenie siły zrywającej dla próbek stali sprężającej i zwyk
łej - pobranych z rozkutych elementów.
Analizę chemiczną betonu przeprowadzono w celu określenia głę
bokości, na jaką wniknęły jony ze środowiska agresywnego w głąb badanych betonów.
Z przeprowadzonych badań wyciągnięto szereg wniosków.
1. Substancje wchodzące w skład chemiczny kruszywa łupkopory- towego nie wywołują zjawisk korozji betonu ani stali sprężającej.
?. Kinetyka penetracji jonów z roztworów agresywnych dla bada
nych betonów ma odmienny charakter w betonie zwykłym w porównaniu z betonem łupkoporytowym. Penetracja do betonu zwykłego odbywa się przez pory zaczynu cementowego, natomiast w betonie łupkopory
towym również przez kruszywo.
3. Charakter korozji siarczanowej jest identyczny w betonie zwykłym i łupkoporytowym.
4o Betony łupkoporytowe o znacznej zawartości frakcji pyla- stych i drobnych (własnych lub innych domieszek chemicznie oboję
tnych) stanowią lepszą ochronę cięgien sprężających.
5. Stan naprężeń w betonie wpływa wyraźnie na stopień penetra
cji jonów agresywnych w głąb betonu. Proces wnikania jonów siar
czanowych i krystalizacji siarczanów uwodnionych przebiega szyb
ciej w strefach naprężeń rozciągających,
6. W przypadku braku zagrożenia korozyjnego otulenie cięgien sprężających w betonie łupkoporytowym powinno odpowiadać wymogom :&ormy (PN-66/B~033?0) dla konstrukcji sprężonych z betonu zwykłego.
Badania korozji elementów strunr0^onowych. 143
7, Dla średniego zagrożenia przy wilgotności względnej > 75&
proponuje się stosować jedynie beton łupkoporytowy o dużej zawar
tości pyłów. Grubość otuliny należy przyjmować nie mniej niż 3 cm i niezależnie stosować indywidualne środki zabezpieczające.
Określenia zagrożenia korozyjnego należy dokonywać w oparciu o
"Instrukcję zabezpieczenia przed korozją konstrukcji betonowych żelbetowych i sprężonych pracujących w środowiskach agresywnych"
- wydaną w 1967 r. przez ITB w Warszawie.
8. Dla silnego zagrożenia korozyjnego przy wilgotności względ
nej > 75^ nie należy stosować elementów i konstrukcji sprężo
nych z betonów łupkoporytowych.
LITERATURA
[1 ] Mames J. - Praca elementów sprężonych z betonów lekkich na kruszywie spiekanym. Materiały XI Konf. Krynickiej 1965 r.
[?] Robakowski M. - Technologia betonu lekkiego o wysokiej wy
trzymałości z łupków przywęglowych, cz. I. Pol. Śl. 1963 r.
(praca niepublikowana).
