Diagnostyka
obiektów mostowych
z betonu
prof. dr hab. inż. Kazimierz Flaga ktualnie mamy w Polsce w ciągu dróg krajowych żone na bezpośrednie oddziaływanie czynników atmosfe-
Politechnika Krakowska, Katedra Budowy
A4184 obiekty mostowe (1), w tym: rycznych oraz szkodliwych czynników środowiskowych, jak
Mostów i Tuneli
 2252 mosty, np. oddziaływanie spalin samochodowych, chemicznych
 1720 wiaduktów, zanieczyszczeń atmosfery (związki siarki), środków przeciw-
 33 estakady, oblodzeniowych zimą (zawierających głównie chlor), które
 179 kładek dla pieszych, powodują przyspieszoną korozję betonu i stali.
oraz: Do tego dochodzi stale rosnący ruch samochodowy tak
 41 tuneli, pod względem liczby pojazdów, jak i ich masy. Jeśli przed
 75 przęseł podziemnych, laty przyjmowano, że w okresie trwałości mostu  t pojawi
 2828 przepustów, się na nim 2 x 106 pojazdów, to obecnie np. w Wielkiej
 1 przeprawę promową, Brytanii liczba ta wynosi 109 pojazdów na autostradach,
co daje łącznie 7129 obiektów inżynierskich. 108 pojazdów na drogach krajowych i 107 pojazdów
Materiałami konstrukcyjnymi ustroju nośnego ww. obiek- na drogach lokalnych. Równocześnie czas  t ulega skró-
tów mostowych są (1): ceniu i np. dla mostów betonowych  z dawnych 100 lat
 stal  566 obiektów,  wynosi obecnie (dla mostów polskich (3)):
 beton zbrojony  2353 obiekty, a) dla ustrojów nośnych przęseł belkowych i skrzynko-
W artykule  beton sprężony  177 obiektów, wych z pomostami:
 beton/kamień/cegła  80 obiektów,  masywnymi  nie mniej niż 80 lat,
omówiono
 inne  2 obiekty.  lekkimi i gęstożebrowymi  nie mniej niż 60 lat,
główne usterki
Widać tu zatem wyraz
ną dominację obiektów z be- b) dla ustrojów nośnych przęseł sprężonych całym prze-
i uszkodzenia
tonu (84,5%), najpowszechniej dzisiaj stosowanego krojem  nie mniej niż 60 lat.
mostów beto-
materiału do budowy przęseł mostowych. Obiekty Rośnie też maksymalna masa pojazdów dopuszczonych
nowych. Autor
te to w zdecydowanej większości (około 70%) obiekty do ruchu po mostach, np. z dawnych 30 ton do 50 ton
przedstawia
małe o rozpiętości teoretycznej przęseł lt Ł� 20,0 m. Obiek- obecnie. Rośnie dopuszczalny nacisk na oś samochodu
tów średnich o rozpiętości przęseł lt = 20,0�60,0 m jest (obecnie 115 kN), a także obciążenie pojazdem specjal-
metody badań
około 25%. Tylko 5% obiektów mostowych ma rozpiętość nym K czy pojazdami STANAG 150 i STANAG 100 (3).
stosowane w dia-
przęseł większą od lt = 60,0 m. Są to obiekty duże (2). Wszystkie te okoliczności powodują, że mosty są coraz
gnostyce tych
Ocenę techniczną tych obiektów mostowych przeprowa- bardziej wytężone, a także coraz większe znaczenie
mostów oraz
dza się w Polsce w oparciu o wytyczne tzw. systemu go- ma zmęczenie ich materiałów składowych.
podaje przykłady
spodarki mostowej (SGM), w którym ocenia się istniejące Stąd też, obok budowy nowych obiektów mostowych,
metod badań
mosty w skali 1:5 (1  stan awaryjny, 5  stan bez zarzutu). znaczna część środków finansowych jest przeznaczana
in situ betonu Średnia ocena główna dla obiektów mostowych na dro- na utrzymanie istniejącej infrastruktury komunikacyjnej,
gach krajowych w Polsce wynosi (1): co wymaga jej remontów, modernizacji i wzmacniania.
konstrukcyjnego.
 mosty  3,56 (rozrzut dla poszczególnych województw Ostatnio coraz częstszym zabiegiem staje się rewitaliza-
od 3,21  O. Kraków do 3,98  O. Zielona Góra), cja obiektów mostowych, związana z ich  ożywieniem ,
 wiadukty  3,72 (rozrzut od 3,42  O. Opole tzn. doprowadzeniem do ich pracy we współczesnych
do 4,22  O. Olsztyn), uwarunkowaniach ruchowych, przy zachowaniu starego
 estakady  3,69 (rozrzut od 2,50  O. Warszawa wystroju i piękna.
do 4,76  O. Olsztyn),
 kładki dla pieszych  3,79 (rozrzut od 2,61  O. Olsztyn
Główne usterki i uszkodzenia
do 4,18  O. Poznań).
Średnia ocena pomostów i dz
wigarów głównych jest mostów betonowych
wyższa niż wyżej podane oceny główne, i wynosi: Beton, sztuczny kamień, jest materiałem o gorszych
 dla pomostów  od 3,98 w mostach, do 4,45 w estaka- właściwościach niż wiele skał naturalnych. Ponadto
dach, właściwości te ulegają pod wpływem czasu i czynników
 dla dz
wigarów głównych  od 3,91 w mostach, środowiskowych zmianom, najczęściej niekorzystnym.
do 4,12 w estakadach. Do podstawowych cech betonów, które mają wpływ
Wśród wszystkich tych obiektów bardzo wiele  około na ich trwałość i związane z tym uszkodzenia mostów
20-30%  znajduje się w złym stanie technicznym i wy- betonowych, należą:
maga remontu, modernizacji lub wzmocnienia. Nie jest a) w zakresie cech mechanicznych:
to specyfika tylko polska. Szacuje się, że takich obiektów  wytrzymałość na ściskanie  w starych obiektach
np. w USA jest 30-40%. Dzieje się tak dlatego, że mostowe mostowych była ona niska, rzędu R = 14�25 MPa,
w
obiekty inżynierskie należą do konstrukcji pracujących z czym związana jest duża porowatość struktury,
48 w bardzo trudnych warunkach środowiskowych. Są nara- a więc podatność na wnikanie w nią cieczy i gazów,
most y di agnost yka
Rys. 1. Metoda  pull-out 
schematyczna ilustracja zasady
działania (6)
Rys. 2. Ilustracja zasady
badania wytrzymałości na ściskanie
systemem  LOK-Test (6)
Rys. 3. Zasada
działania systemu
 CAPO-Test (7)
Rys. 4. Istota metody
 pull-off (6)
 wytrzymałość na rozciąganie  w starych obiektach  zmniejszanie się pod wpływem dwutlenku wę-
rzędu 1,5�2,5 MPa, z czym związana jest duża podat- gla (CO2) odczynu zasadowego betonu i związana
ność konstrukcji zginanych i rozciąganych na zaryso- z tym podatność na karbonatyzację otuliny prętów
wanie, zbrojeniowych, powodująca depasywację jej właści-
 moduł sprężystości  w starych obiektach rzędu wości ochronnych przed korozją stali zbrojeniowej,
15�20 GPa, z czym związana jest jakość współpracy  duża podatność porowatej struktury betonu na inne
pomiędzy betonem a stalą zbrojeniową oraz ugięcia działania korozyjne (korozja ługująca pod wpływem
konstrukcji; przedostających się do betonu wód opadowych, ko-
b) w zakresie cech fizycznych: rozja pęczniejąca pod wpływem soli Candlota
 wysoka porowatość struktury, wynikająca ze stoso- 3CaO�Al2O3�3CaSO4�32H2O czy też soli Fridle a
wanych technik zagęszczania i niestosowania do- 2(3CaO�Al2O3)�CaCl2�10H2O.
datków upłynniających mieszankę betonową; jej Z powyższymi właściwościami betonów starych współ-
wynikiem są duża nasiąkliwość i zmniejszona mro- działają błędy konstrukcyjne i usterki urządzeń dodatko-
zoodporność starych betonów, a także małe opory wych, takie jak:
struktury dla wnikających w nią składników powie-  zbyt mała grubość otuliny prętów zbrojeniowych,
trza, dwutlenku węgla oraz szkodliwych par i gazów  za słabe zbrojenie przypowierzchniowe (przeciw-
spalinowych i przemysłowych (m.in. związków siarki, skurczowe) w elementach żelbetowych o średniej i du-
chloru, azotu), żej masywności, 49
Rys. 5. Ilustracja zasady pomiaru wodoszczelności metodą GWT (7) Rys. 6. Zasada działania metody impact-echo (7)
 nieszczelne urządzenia dylatacyjne oraz wpusty od- z drugiej zaś określić optymalne terminy i zakres nie-
wodnieniowe, zbędnych prac renowacyjnych,
 nieszczelne izolacje pomostów,  na etapie przygotowania obiektu do remontu lub mo-
 niedrożne systemy odwadniające pomosty oraz nie- dernizacji  zgromadzenie możliwie pełnej wiedzy
odwodnione wnęki dylatacyjne, przestrzenie za przy- o stanie technicznym obiektu, koniecznej do zaplano-
czółkami, wania niezbędnych robót remontowych, a co za tym
 zbyt krótkie płyty przejściowe, powodujące progi przed idzie  wiarygodnego określenia wielkości nakładów fi-
mostami i związane z nimi obciążenia dynamiczne. nansowych.
W lepszej sytuacji znajdują się obiekty mostowe z betonu Do tych celów konieczne są mniej lub bardziej komplek-
sprężonego, wprowadzone powszechnie do mostownic- sowe badania diagnostyczne. Kluczową rolę odgrywają
twa polskiego dopiero w latach sześćdziesiątych XX wie- w nich badania in situ betonu znajdującego się w kon-
ku. Stosowano tu już betony o wysokiej wytrzymałości strukcji. Pozwalają one na ocenę: jakości przypowierzch-
R ł� 40,0 MPa, ale jeszcze niejednokrotnie zbyt małe niowej warstwy betonu (wytrzymałość na ściskanie
w
otuliny cięgien sprężających oraz słabe zbrojenie kon- i rozciąganie), grubości otuliny zbrojenia i głębokości jej
strukcyjne przypowierzchniowe. karbonatyzacji, wodoszczelności betonu oraz zawartości
Splot ww. czynników powodował, że betonowe obiekty i rozkładu chlorków w przekroju betonowym, lokaliza-
mostowe ulegały w Polsce zbyt szybkiej degradacji cji i identyfikacji zbrojenia w żelbecie oraz stanu jego
i w konsekwencji podwyższonych wymagań ruchowych skorodowania. Stosując metodę propagacji fal spręży-
i obciążeniowych wiele z nich należało (lub należy) stych impact-echo, można dodatkowo określić grubość
poddać remontom, modernizacji, wzmocnieniu lub elementów, identyfikować wady strukturalne (pustki
rewitalizacji. powietrzne i wodne, delaminacje), oceniać głębokość rys
powierzchniowych itp.
Zastosowanie metod in situ w polskim mostownictwie
Metody badań stosowane
stało się obecnie pilną koniecznością. Pojawiły się w tym
w diagnostyce mostów
względzie na polskim rynku nowe, zagraniczne możliwo-
betonowych (4) ści aparaturowe. Generalna Dyrekcja Dróg Publicznych
wydała w 1998 r. Zalecenia dotyczące oceny jakości betonu
Potrzeba diagnostyki obiektów mostowych in situ w nowo budowanych i istniejących konstrukcjach
Czas napraw i remontów istniejących obiektów mosto- obiektów mostowych (6, 7). Zostały zatem otwarte
wych oraz ich zakres są bliżej określone. możliwości do zastosowania tych metod na szerszą
Podlegają one prawidłom tzw. planowej gospodarki skalę, co odpowiada aktualnym trendom krajów Europy
mostowej, realizowanej przez powołane do tego służby Zachodniej i USA. W krajach tych w ostatnich 3 dziesię-
na szczeblu centralnym, wojewódzkim czy samorzą- cioleciach opracowano i wdrożono wiele specyfikacji
dowym. Służby te są wyposażone w odpowiednie i przepisów normowych, sankcjonujących i określających
rozporządzenia (3), zarządzenia, zalecenia i instrukcje zarazem zakres i sposób wykorzystania w praktyce inży-
wydane przez GDDP w Warszawie (dzisiaj GDDKiA). nierskiej najnowszych osiągnięć wiedzy w tej dziedzinie.
Określają one szczegółowo minimalne wymagania Również w Polsce powoli dochodzi do normalizacji prze-
z punktu widzenia koniecznych działań mających pisów w tym zakresie wiedzy i wdrożeń.
zapewnić obiektom mostowym odpowiednią trwałość.
Nakładają też na administrację drogową jako inwestora Metody badań in situ betonu konstrukcyjnego
i użytkownika obowiązek nadzoru nad ich realizacją Metody badań stosowane w diagnostyce konstrukcji
na wszystkich etapach procesu budowlanego i eksplo- betonowych, zależnie od stopnia ingerencji w strukturę
atacji obiektów mostowych. elementu, można podzielić na 3 grupy (8):
Nadzór ten obejmuje m.in. (5):  niszczące: znacząca ingerencja w strukturę materiału
 na etapie eksploatacji  bieżącą kontrolę stanu tech- i konieczność wykonania istotnych czynności napraw-
nicznego użytkowanych obiektów mostowych mającą czych po badaniu, np. pobieranie próbek (odwiertów)
50 z jednej strony zapewnić bezpieczeństwo eksploatacji, walcowych,
most y di agnost yka
Rys. 7. Przykładowe wyniki pomiaru grubości żelbetowego elementu płytowego (7)
Rys. 8. Schemat pomiaru głębokości otwartych rys powierzchniowych: a) układ pomiarowy, b) zarejestrowany sygnał (8)
 seminiszczące: niewielka ingerencja w strukturę ma- Przykłady metod badań in situ
teriału, wymagająca tylko naprawy powierzchniowej betonu konstrukcyjnego
w miejscu prowadzenia badań, np. oznaczanie przy- 1. Wytrzymałość betonu na ściskanie
czepności przez odrywanie (tzw.  pull-off test) czy sza- Jest podstawowym parametrem oceny jakości betonu
cowanie wytrzymałości betonu na ściskanie przez wy- w poszczególnych fragmentach konstrukcji, w skład której
rywanie kotew (tzw.  pull-out test), wchodzą (5):
 nieniszczące: brak ingerencji w strukturę materiału, np.  badania laboratoryjne odwiertów rdzeniowych,
ocena jednorodności betonu metodą sklerometryczną  pomiary sklerometryczne,
czy ultradz
więkową.  pomiary ultradz
więkowe,
Metody nieniszczące  bo one są dla nas najbardziej  metoda  pull-out (urządzenia LOK-Test oraz CAPO-Test
interesujące  zależnie od mierzonej wielkości pośredniej, duńskiej firmy Germann Instruments).
można podzielić na (8): Badania odwiertów są najbardziej wiarygodne i stanowią
 metody sklerometryczne, one układ odniesienia dla innych metod badawczych.
 metody akustyczne  propagacja fal sprężystych (ultra- Są jednak drogie i wymagają przeprowadzenia badań
dz
więkowe, emisja akustyczna, impact-echo itp.), w laboratorium, co opóz
nia proces decyzyjny.
 metody radiologiczne (promieniowanie rentgenowskie, Metody sklerometryczne i ultradz
więkowe są metodami
gamma, neutronowe itp.), tradycyjnymi, dobrze opisanymi w literaturze technicznej, dla
 metody radarowe, których opracowano odpowiednie instrukcje stosowania.
 metody elektromagnetyczne, Istota metody  pull-out polega na pomiarze wartości siły
 metody elektrochemiczne, niezbędnej do wyrwania z betonu stalowej kotwy. Kotwa
 tomografia w podczerwieni, może być osadzona w świeżym betonie w momencie be-
 inne, np. oznaczanie przepuszczalności powietrza, tonowania (rys. 1) i wówczas możemy ocenić wytrzyma-
wody, zawartości wilgoci itp. łość betonu w nowo budowanej konstrukcji (np. po 7 lub
Według N.J. Carino (9) w zależności od celu badań można 28 dniach) metodą  LOK-Test (rys. 2). Można także kotwę
metody nieniszczące NDT podzielić na: osadzić w konstrukcji istniejącej przez wywiercenie
a) metody szacowania właściwości wytrzymałościowych otworu, wykonanie wewnętrznego frezu, wprowadzenie
betonu i oceny jej zmienności w czasie: do otworu trzonu kotwy, a następnie pierścienia rozpręż-
 metoda sklerometryczna, nego, stanowiącego głowicę kotwy (rys. 3), zainstalowa-
 pomiar prędkości fali ultradz
więkowej, nie siłownika hydraulicznego i przeprowadzenie badania
 wstrzeliwanie sond stalowych, metodą  CAPO-Test . Podstawą oceny wytrzymałości
 metoda pull-out , betonu w tej metodzie jest zalecana krzywa korelacyjna
 metoda break-off , o charakterze ogólnym, która dla próbek kostkowych
 metody określania dojrzałości betonu, o boku 150 mm ma równania:
b) metody oceny innych właściwości niż wytrzymałość,  f = 1,41 P  2,82 (dla f Ł� 50 MPa),
c,cube c,cube
głównie lokalizacja zbrojenia, określanie wymiarów ele-  f = 1,59 P  9,52 (dla f > 50 MPa).
c,cube c,cube
mentów betonowych oraz detekcja różnego rodzaju
wad wewnętrznych. 2. Wytrzymałość betonu na rozciąganie (odrywanie)
Do najpowszechniej stosowanych w diagnostyce konstrukcji Stosowana jest głównie do ustalenia, czy do naprawy
betonowych należą metody wykorzystujące zależność pro- danego fragmentu konstrukcji możliwe jest zastoso-
pagacji fali sprężystej od mikrostruktury materiału (8). Są one wanie nowoczesnych, powierzchniowych środków
głównie wykorzystywane do oceny jednorodności struktury, naprawczych. Mamy tutaj bowiem wymagania PN-B-
detekcji różnego rodzaju wad wewnętrznych, lokalizacji 01814: 1992, że wartość średnia wytrzymałości na odry-
zbrojenia, szacowania wytrzymałości i jej narastania w czasie, wanie ze wszystkich pomiarów powinna być nie niższa
a także określania stopnia korozji betonu. W wielu przy- niż 1,5 MPa, przy czym minimalna wartość pojedynczego
padkach są one stosowane jako metody komplementarne pomiaru powinna wynosić nie mniej niż 1,0 MPa.
z innymi metodami nieniszczącymi, zwiększając prawdopo- Metoda badawcza służąca do tego celu znana jest
dobieństwo właściwego wnioskowania o stanie obiektu. pod nazwą  pull-off (10). Pozwala ona na dokonanie 51
Piśmiennictwo na miejscu budowy szybkiej oceny przypowierzchniowej wa traci swą ochronę antykorozyjną. Szybkość karbona-
1. Dane IBDiM przekazane
wytrzymałości betonu na rozciąganie przez pomiar siły tyzacji otuliny betonowej jest funkcją klasy wytrzymałości
przez dr. inż. J. Rymszę,
niezbędnej do oderwania od badanej powierzchni przy- betonu i szczelności jego struktury, i jest w przybliżeniu
VI 2010.
klejonego do niej metalowego stempla (rys. 4). Nacięcie proporcjonalna do ��t.
2. Głomb J.: Drogowe budow-
koronką diamentową rowka wokół stempla powinno Dla oceny stopnia skarbonatyzowania otuliny mamy
le inżynierskie. WKiA
, War-
nastąpić na głębokość 5-10 mm poniżej badanej po- do dyspozycji metody (5):
szawa 1975.
wierzchni.  laboratoryjne badania chemiczne próbek pobranych
3. Rozporządzenie Ministra
Spośród urządzeń spełniających wymagania stawiane na obiekcie,
Transportu i Gospodarki
tego typu pomiarom na uwagę zasługują:  test fenoloftaleinowy  przy pH = 8,5-9,5 dochodzi
Morskiej nr 735 z 30 maja
 zestaw pomiarowy  Bond-Test duńskiej firmy Germann do zmiany koloru z bezbarwnego na czerwony,
2000 r. w sprawie warunków
technicznych, jakim powin- Instruments,  test tymoloftaleinowy  przy pH = 9,3-10,5 dochodzi
ny odpowiadać drogowe  urządzenie  Dyna szwajcarskiej firmy Proceq, do zmiany barwy wskaz
nika z bezbarwnego na niebieski,
obiekty inżynierskie i ich usy-
 urządzenie pomiarowe szwajcarskiej firmy  Erichsen .   Reinbow-Test  przy pH 9,0 paleta barw przechodzi
tuowanie.
z koloru fioletowego na zielony.
4. Flaga K.: Metody badań
3. Wodoszczelność betonu in situ W każdej z tych metod dysponować musimy powierzch-
in situ w diagnostyce stanu
Wodoszczelność betonu w konstrukcjach inżynierskich nią świeżego przełomu betonu, którą można np. uzy-
betonu w konstrukcjach in-
jest jednym z podstawowych elementów jego trwało- skać jako powierzchnię boczną odwiertów dla potrzeb
żynierskich. [W]: Trwałość
ści. Stąd np. w normie do projektowania betonowych  CAPO-Testu . Powierzchnię tę spryskujemy odpowiednim
betonu. Metody badań wła-
konstrukcji mostowych PN-91 /S-10042 i w Rozporządze- środkiem (alkoholowym roztworem fenoloftaleinowym
ściwości determinujących
niu (3) jest wymóg wodoszczelności betonu mostowego bądz
tymoloftaleinowym) lub specjalnie dobraną kompo-
trwałość materiału w róż-
nych warunkach eksploata- co najmniej W8. Jedną z proponowanych metod badaw- zycją odczynników chemicznych w  Reinbow-Test . Kom-
cji. Górażdże SA, Instytut czych tej cechy betonu jest metoda GWT (Germann s Wa- pozycja ta pozwala na szacowanie wartości pH w grani-
Materiałów i Konstrukcji
ter Permeation Test), odpowiadająca wymaganiom cach od 5 do 13 (tzw. tęczowy test).
Budowlanych PK, Kraków,
stawianym przez normę ISO/DIS 7031 (4).
IV 2008.
Metoda polega na poddaniu badanej powierzchni wy- 5. Odporność betonu na penetrację chlorków
5. Moczko A., Deska R.: Ba-
muszonego działania założonego ciśnienia wody, która Stosuje się ją dla dokonania wiarygodnej kontroli rzeczy-
dania in situ betonowych
wypełnia specjalnie do tego celu skonstruowaną komorę wistej odporności zastosowanego rozwiązania materiało-
obiektów mostowych
ciśnieniową (rys. 5). Ubytek ilości wody wnikającej w pod- wego na wnikanie chlorków w głąb konstrukcji. Obecność
w aspekcie zapewnienia
łoże jest kontrolowany za pomocą śruby mikrometrycznej, jonów Cl- w betonie jest potencjalnym zagrożeniem dla
im wymaganej trwałości.
która pozwala na utrzymanie stałego ciśnienia wody jego trwałości, gdyż przy równoczesnym dostępie tlenu
Materiały Krajowej Narady
w komorze z zakresu 0-0,6 MPa. i wody stwarza warunki dla rozwoju korozji pęczniejącej
Mostowej GDDKiA (www.
tarcopol.co.pl). Miara wodoszczelności uzyskana tą metodą nie jest skore- betonu (powstawanie tzw. soli Friedle a) oraz stanowi
6. Zalecenia GDDP dotyczące lowana z pomiarem wodoszczelności wg PN-88/B-06250, bezpośrednie zagrożenie dla stali zbrojeniowej. Metodą
oceny jakości betonu in situ
tzn. nie można uzyskać wprost odpowiedzi na pytanie, spełniającą oczekiwania jest  Rapid Chloride Permeability
w nowo budowanych kon-
czy badany beton ma wodoszczelność W4 czy też W8. Test , usankcjonowany m.in. przez amerykańską normę
strukcjach obiektów mosto-
Miarą tą jest albo tzw. przepływ cieczy  q , albo głębokość ASTM C 1202-91.
wych. IBDiM, Filia Wrocław
penetracji wody w głąb betonu (w mm), zbadana po roz- Istota metody polega na pomiarze zmiany natężenia
 Żmigród 1998.
łupaniu odwiertu cylindrycznego w miejscu pomiaru prądu elektrycznego o założonej wartości napięcia (naj-
wykonanego wg procedury zawartej w normie ISO/DIS częściej 60 V) w funkcji upływającego czasu. Dla obiektów
7031. W tym drugim przypadku beton uważa się za wo- mostowych, dla których wymaga się niskiej klasy prze-
doszczelny, jeśli głębokość ta nie przekroczy 20 mm. nikalności chlorków (stosunek W/C poniżej 0,4), wynik
pomiaru wyrażony w Coulombach powinien wynosić
4. Głębokość karbonatyzacji otuliny betonowej 1000�2000. Do wykonania badania stosuje się zestaw
Badanie to jest istotne z uwagi na zdolności ochronne pomiarowy o nazwie  Prophet lub PROOVE it.
otuliny betonowej w stosunku do stali zbrojeniowej
i sprężającej, mającej zdolność do pasywacji tej stali przed 6. Ocena zawartości i rozkładu chlorków
korozją. Zdolność ta, wyrażająca się liczbą pH, jest wysoka w przekroju betonowym
dla betonu młodego (pH = 12-13,5), po czym powoli W istniejących konstrukcjach inżynierskich duże za-
z wiekiem betonu spada, zwłaszcza w betonie narażonym grożenie penetracją chlorków do betonu pochodzi
bezpośrednio na działanie czynników atmosferycznych. z soli stosowanych do zimowego utrzymania dróg. Jest
Pod wpływem dwutlenku węgla z powietrza (CO2) i wilgo- to najczęściej roztwór soli kuchennej NaCl lub chlorku
ci dochodzi do tzw. karbonatyzacji otuliny, czyli przemia- wapnia Ca(Cl)2. Jony chlorkowe mogą penetrować przez
ny zasadowych tlenku (CaO) albo wodorotlenku wapnia odkryte powierzchnie betonu, które są atakowane przez
[Ca(OH)2] w obojętny węglan wapnia CaCO3, co powodu- rozbryzgi ww. soli, ich mgiełki (zwłaszcza pod mostami
je spadek liczby pH w otulinie. Gdy pH w otulinie osiągnie i wiaduktami) bądz
też przez nieszczelności nawierzchni
wartość 11,0, efekt pasywacji stali zbrojeniowej zaczyna i izolacji. Wnikają one do betonu czasem na znaczną
52 znikać, zaś przy pH = 9,0 ustaje pasywacja i stal zbrojenio- głębokość. Gdy tzw.  front chlorydów osiągnie określone
most y di agnost yka
7. Zalecenia GDDP dotyczące
stężenie, dochodzi do szybkiej korozji stali zbrojeniowej co wskazuje, że metoda jest najbardziej czuła na wykry-
oceny jakości betonu in situ
czy sprężającej. Maksymalne stężenie jonów chlorkowych wanie w betonie wszelkich wypełnionych powietrzem lub
w istniejących konstruk-
Cl- w betonie z punktu widzenia tej korozji wynosi (w sto- wodą pustek (wad ukrytych, dużych porów powietrznych
cjach obiektów mostowych.
sunku do masy cementu): i wodnych, delaminacji) (rys. 6). Dodatkowo jest ona przy-
IBDiM Filia Wrocław  Żmi-
 w betonie skarbonatyzowanym  0,1%, datna przy określaniu grubości betonowych elementów
gród 1998.
 w betonie nieskarbonatyzowanym  0,2% dla stali sprę- płytowych, konstrukcji wielowarstwowych  dostępnych
8. Garbacz A.: Nieniszczące
żającej, jednostronnie (rys. 7), a także do oceny głębokości rys
badania betonopodobnych
 w betonie nieskarbonatyzowanym  0,4% dla stali zbro- powierzchniowych (rys. 8). kompozytów polimerowych
jeniowej. Głębokość położenia wady lub innej powierzchni rozdzia- za pomocą fal sprężystych 
ocena skuteczności napraw.
Istota metody do oceny zawartości i rozkładu chlorków łu określana jest z prostego wzoru:
Oficyna Wydawnicza Poli-
w betonie polega na przeprowadzeniu bezpośrednio
techniki Warszawskiej, War-
na obiekcie ekstrakcji chemicznej pobranego z badane- T = Vp �� "t/2
szawa 2007.
go elementu pyłu betonowego, za pomocą specjalnie
9. Carino N.J.: Nondestructive
do tego celu opracowanego zestawu odczynników. Po- lub dzięki wykorzystaniu szybkiej transformaty Fouriera:
test methods. Concrete Con-
bieranie pyłu betonowego z danej głębokości może być
struction Engineering Hand-
wykonane za pomocą wiertarki lub szlifowania. Zwykle T = Vp /2f
book (ed. E.G. Nawy). CRC
przyjmuje się trzy głębokości pomiarowe:
Press, 1999.
 0�0,5 cm  warstwa przypowierzchniowa, gdzie:
10. Moczko A.: Diagnostyka
 1�3 cm  warstwa odpowiadająca otulinie prętów D�t  czas propagacji czoła fali na drodze powierzchnia  konstrukcji betonowych 
 pull-off .  Budownictwo,
zbrojeniowych, wada  powierzchnia (s),
Technologie, Architektura .
 4�8 cm  warstwa odpowiadająca otulinie kabli spręża- f  częstotliwość dominująca w poszczególnych sygna-
Wydawnictwo Polski Ce-
jących. łach (Hz),
ment, z. 3/2002.
Ocenę realizuje się za pomocą specjalistycznego zestawu V  prędkość rozchodzenia się fali typu  P w betonie
p
11. Moczko A.: Diagnosty-
pomiarowego. Z aktualnie dostępnych na rynku można (m/s).
ka konstrukcji betonowych
wymienić:
 impact-echo.  Budownic-
  Aquamerck-Test niemieckiej firmy Ombran, Głębokość rysy powierzchniowej hf określa się ze wzo-
two, Technologie, Architek-
  Rapid Chlorid Test duńskiej firmy Germann Instru- ru (8) (oznaczenia jak na rys. 8):
tura . Wydawnictwo Polski
ments.
Cement, z. 1/2002.
12. Flaga K.: Diagnostyka, mo-
2
dernizacja i rewitalizacja
7. Diagnostyka betonowych
Vp t A1
obiektów mostowych z be-
konstrukcji mostowych metodą impact-echo (11) hf A2
4 tonu. Księga Referatów LVI
Jest to nieniszcząca technika diagnostyczna, która
Konferencji Naukowej KI-
wykorzystuje w badaniach stwardniałego betonu
LiW PAN i KN PZITB. Kielce
zjawiska towarzyszące rozchodzeniu się fal sprężystych Spośród aktualnie dostępnych na rynku urządzeń po-
 Krynica, wrzesień 2010.
w ciele stałym. Jej zaletą jest szeroki wachlarz możliwości miarowych dla metody impact-echo na uwagę zasługuje
badawczych, praktycznie niedostępnych w przypad- amerykański zestaw pomiarowy DOCter.
ku innych technik diagnostycznych oraz możliwość
przeprowadzenia badań kontrolnych w krótkim czasie, Podsumowanie
w praktycznie nieograniczonej liczbie punktów pomiaro- Z przeprowadzonych powyżej rozwiązań wynika, że stan
wych. Niedogodnością metody natomiast jest zasto- infrastruktury komunalnej w Polsce pozostawia wiele
sowanie kosztownej, skomplikowanej aparatury, którą do życzenia. Szacuje się, że około 20-30% obiektów mo-
może obsługiwać tylko wysoko wyspecjalizowana kadra stowych znajduje się w złym stanie technicznym i wyma-
techniczna. ga remontu, modernizacji lub wzmocnienia.
Istotą metody jest wykorzystanie zjawiska odbicia się Średnia ocena stanu technicznego obiektów mostowych
impulsowo wzbudzonej fali sprężystej od wewnętrznych w skali 1:5 (1  stan awaryjny, 5  stan b. dobry) wynosi
wad materiałowych oraz powierzchni rozdziału poszcze- w Polsce na drogach krajowych: dla mostów  3,56,
gólnych warstw ośrodka, w tym także jego powierzchni dla wiaduktów  3,72, dla estakad  3,69, dla kładek dla
zewnętrznej. Metoda jest bardzo czuła na występujące pieszych  3,79.
w badanym elemencie ośrodki o różnej impedancji aku- Jak wynika z podanych przykładów, w Polsce stosowa-
stycznej (iloczyn gęstości ośrodka i prędkości rozchodze- nych jest już wiele metod i urządzeń do badań in situ
nia się w nim fali sprężystej typu  P , nazywanej także falą betonu w konstrukcjach inżynierskich, koniecznych
pierwotną lub falą podłużną). Przykładowo impedancja w diagnostyce. Metody te zostały znormalizowane głów-
akustyczna wynosi: nie w USA i krajach Unii Europejskiej. Powoli następuje
 dla betonu: (8�10) x 106 (kg/m2 s), też przystosowanie ich do warunków polskich (Poli-
 dla stali: 46 x 106 (kg/m2 s), technika Wrocławska, Tarcopol, IBDiM), co daje nadzieję
 dla wody: 1,5 x 106 (kg/m2 s), na coraz lepszą jakość prac naprawczych i remontów
 dla powietrza: 411 (kg/m2 s), w mostownictwie. q� 53