plik


ÿþMIDZYNARODOWE CZASOPISMO NAUKOWE POZWICONE ZAGADNIENIOM CHEMII I TECHNOLOGII MATERIAAÓW WI{CYCH I BETONU ROK XIII/LXXV LIPIEC  SIERPIEC 2009 r. Nr 4 Organ Stowarzyszenia Producentów Cementu Dr in|. Izabela Hager Politechnika Krakowska, Katedra Technologii MateriaBów Budowlanych i Ochrony Budowli Metody oceny stanu betonu w konstrukcji po po|arze Methods for assessing the state of concrete in fire damaged structures 1. Wprowadzenie 1. Introduction Beton jest materiaBem konstrukcyjnym zachowujcym stosunkowo Concrete is a construction material preserving relatively well its dobrze swoje wBa[ciwo[ci w podwy|szonych temperaturach. Dziki properties at high temperatures. Owing to its fairly low coefficient stosunkowo niskiemu wspóBczynnikowi przewodno[ci cieplnej, of thermal conductivity, heat movement through concrete is slow, ruch ciepBa w tym materiale jest powolny, co dBugo chroni wra|li- and thus reinforcing steel, which is sensitive to high temperature, w na dziaBanie temperatury stal zbrojeniow. Wyjtek stanowi is protected for a long period of time. Concretes that exhibit ex- betony wykazujce po ich gwaBtownym ogrzaniu skBonno[ do plosive behaviour (so-called spalling) when heated rapidly are an eksplozyjnego zachowania si (tzw. spalling). Zjawisko  spallingu exception to this rule. Spalling is observed in concrete elements wystpuje w elementach betonowych ogrzanych do temperatury heated to the temperature of 190°C 350°C, and manifests itself w zakresie 190°C  350°C i objawia si gwaBtownym odspajaniem by the violent delamination of concrete or its intensive flaking (the si fragmentów betonu lub jego intensywnym zBuszczaniem (tzw. so-called popcorn effect), which leads to the reinforcement exposi- efekt pop-cornu), co prowadzi do odsBonicia zbrojenia, a w kon- tion and, as a consequence, to a sudden drop in the load-bearing sekwencji do gwaBtownej utraty no[no[ci elementu |elbetowego. capacity of a reinforced concrete element. High-performance Betonami wykazujcymi skBonno[ do eksplozyjnego zachowania concretes (HPCs) are particularly prone to explosive behaviour; si s zwBaszcza betony wysokowarto[ciowe (HPC), a skuteczn the incorporation of polypropylene fibres (1) is an effective method metod przeciwdziaBania temu zjawisku jest stosowanie wBókien in mitigating of this phenomenon. polipropylenowych (1). When concrete is heated under fire conditions, the increase of tem- W trakcie ogrzewania betonu w warunkach po|arowych wzrost perature of deeper layers of material is progressive, but because temperatury gBbszych partii materiaBu nastpuje stopniowo, jednak this process is slow, significant temperature gradients are produced na skutek powolnego przebiegu tego procesu, w elemencie beto- between the surface and the core of the concrete member (2). As nowym powstaj du|e ró|nice temperatur pomidzy powierzchni a result of concrete being exposed to heat and as a consequence elementu i jego wntrzem (2). Efektem dziaBania temperatury na of temperature gradients formed, degradation occurs, which is most beton oraz wystpienia gradientów temperatury jest jego degra- frequently measured by determining changes in the compressive dacja, któr najcz[ciej okre[la si poprzez przedstawienie zmian strength of concrete. Research has demonstrated that changes in wytrzymaBo[ na [ciskanie. Jak pokazuj badania zmiany wytrzy- the strength of concrete as a function of temperature are related maBo[ci w funkcji temperatury zwizane s midzy innymi ze skBa- to, inter alia, concrete composition (the type of aggregate, the CWB-4/2009 167 dem betonu (rodzaj zastosowanego kruszywa, wskaznik wodno- water/cement ratio, the presence of pozzolana additives, etc.), but they are basically determined by the rate of heating and the spoiwowy, obecno[ dodatków pucolanowych, itp.), jednak przede time of concrete exposition to the temperature (3, 4). The gradual wszystkim zale| od szybko[ci wzrostu temperatury oraz od czasu degradation of concrete is the result of physico-chemical changes. jej oddziaBywania na beton (3, 4). Stopniowa degradacja betonu The increase of temperature results in water evaporation, the CSH jest wynikiem zachodzcych w nim przemian fizykochemicznych. gel, calcium hydroxide and calcium aluminates decomposition, Wzrost temperatury powoduje odparowanie wody z materiaBu, rozkBad |elu CSH, wodorotlenku wapniowego i glinianów wapnio- etc. In parallel with the increase of temperature the changes in the aggregate take place, among other the polymorphic transformation wych. Równocze[nie ze wzrostem temperatury zachodz tak|e of quartz occurs at the temperature of 573°C which is accompa- przemiany w kruszywie, midzy innymi w temperaturze 573°C nied by an increase in its volume; at 800°C, limestone aggregates ma miejsce przemiana fazowa kwarcu, której towarzyszy wzrost decompose. As a consequence of these phenomena, the physical objto[ci, a w temperaturze 800°C dochodzi do rozkBadu kruszyw properties of concrete change (3, 4), in particular compressive wapiennych. Konsekwencj tych zjawisk jest zmiana wBa[ciwo[ci strength. It can be assumed that concrete strength decreases fizycznych betonu, a przede wszystkim jego wytrzymaBo[ci (3, 4). gradually as the temperature increases, and when the temperature Przyj mo|na, |e wytrzymaBo[ betonu stopniowo maleje wraz ze exceeds ca. 300°C, the decline in strength becomes more rapid. wzrostem temperatury, a po przekroczeniu ok. 300°C spadek ten When the 500°C threshold is passed, the compressive strength of nastpuje szybciej. Przekroczenie temperatury 500°C powoduje concrete usually drops by 50 to 60%, and the concrete is consi- zazwyczaj spadek wytrzymaBo[ci na [ciskanie o 50-60%, a beton dered fully-damaged (6). The Eurocode method of calculating the uznaje si za zniszczony (6). Na tym zaBo|eniu opiera si metoda load-bearing capacity of reinforced concrete elements subjected obliczania no[no[ci elementu |elbetowego po po|arze wedBug to a fi re is based on this assumption (7). In the 500°C isotherm zaBo|eD Eurokodu (7). W metodzie  izotermy 500°C pomija si method, sections of concrete surface where the temperature had w obliczeniach cz[ci powierzchni betonu, w której temperatura exceeded 500°C are disregarded in calculations. przekroczyBa 500°C. Metody diagnostyczne maj na celu nie tylko ocen stopnia de- Diagnostic methods aim not just to assess the degree of material degradation caused by exposure to high temperatures, but also gradacji materiaBu spowodowan dziaBaniem wysokiej temperatury, to determine the extent of the changes caused. The extent of ale równie| ocen zasigu zaistniaBych zmian. Zasig degradacji concrete degradation is closely correlated with the distribution of betonu jest [ci[le powizany z przebiegiem izoterm w ogrzewanym isotherms in the heated material. As has already been mentioned, materiale. Jak ju| wspomniano uszkodzenia betonu spowodowane concrete damage caused by temperature is usually measured by dziaBaniem temperatury opisuje si najcz[ciej przez okre[lenie determining residual compressive strength and/or the modulus of resztkowej wytrzymaBo[ci na [ciskanie lub/i moduBu spr|ysto[ci elasticity using destructive or non-destructive methods. However, metodami niszczcymi, bdz nieniszczcymi. Jednak zmianom other physical properties of concrete are also subject to change as spowodowanym dziaBaniem temperatury ulegaj równie| inne a result of exposure to heat: its density, porosity (the total number wBa[ciwo[ci fizyczne betonu: jego gsto[, porowato[ (caBkowita and average size of pores), colour, hardness, etc. are affected. ilo[ porów i [rednia wielko[ porów), kolor, twardo[, itp. Zmiana Changes in these features form the basis for other methods of tych cech stanowi podstaw innych metod oceny stanu betonu assessing the condition of fire-damaged concrete. po po|arze. Assessment of the condition of concrete structures after being Przeprowadzone badania stanu betonu w konstrukcji po po|arze, pozwalajce na okre[lenie jego resztkowych wBa[ciwo[ci mecha- exposed to fi re, permit the determination of its residual mecha- nical properties as well as the depth of the damage and make it nicznych oraz gBboko[ci wystpowania uszkodzeD, umo|liwiaj podjcie decyzji o zakresie dziaBaD naprawczych lub prac wzmac- possible to decide on remedial action or steps aimed at reparation and reinforcing the concrete element in question. niajcych element betonowy. 2. Methods of assessing the condition of 2. Metody oceny stanu betonu w konstrukcji po concrete in structures after fire po|arze The assessment of fi re damage of concrete structure usually Ocen uszkodzeD po|arowych betonu w konstrukcji zazwyczaj rozpoczyna ocena wizualna, oparta na obserwacji zmian spowodo- starts with a visual evaluation, which consists in establishing the changes caused by heat exposure. In order to simplify this task, wanych wpBywem temperatury. W celu uproszczenia tego zadania stworzono czterostopniow klasyfikacj uszkodzeD dla belek (ry- a four-degree classification of damage of beams (Fig. 1), columns and slabs (5, 8) has been developed, which includes the usual sunek 1), sBupów i pByt (5, 8), wraz z przewidywanymi metodami repair methods for each damage class. The condition of element naprawczymi dla ka|dej z klas. Stan elementu ocenia si biorc is classified through the assessment of the following parameters: pod uwag nastpujce parametry: obecno[ sadzy i osmolenia, the presence of soot and smoke deposits, the colour change of zmian koloru betonu, wystpienie zBuszczeD betonu lub odspojeD, concrete, concrete flaking or spalling, the presence of cracks and obecno[ rys i mikrorys, stopieD odsBonicia stali zbrojeniowej oraz 168 CWB-4/2009 Rys. 1. Klasyfikacja uszkodzeD po|arowych belki wedBug (5, 8), 0  beton nieuszkodzony termicznie, 1  obecno[ sadzy i osmolenia, widoczna sie mikrozarysowaD, 2  odpryski powierzchniowe wielko[ci do10 mm, rysy widoczne i zorientowane (rozwarto[ > 0,5 mm), 3  widoczne ubytki otuliny zbrojenia, beton zBuszczony, widoczne odsBonite zbrojenie, 4  zbrojenie widoczne i uszkodzone, wyrazne ubytki znacznej cz[ci betonu Fig. 1. Classification of fi re damage of the beams according to (5, 8): 0  no thermal damage of concrete; 1  soot and smoke deposits present, a ne- twork of microcracks visible; 2  surface spalling (to 10 mm in diameter), visible oriented cracks (crack width > 0.5 mm); 3  visible damage of concrete cladding, spalling of concrete, exposed reinforcement visible; 4  reinforcement visible and damaged, significant loss of concrete. microcracks, the degree to which reinforcing Table 1 steel is exposed and possible visible deforma- ASSESSMENT METHODS OF FIRE-DAMAGED CONCRETE IN STRUCTURES tions of the structure (excessive deflection of beams and lateral distortion of columns). In situ methods Laboratory methods In Table 1 the methods used to assess dama- Group I. Local assessment Group II. Special methods for Group III. Assessment ge of concrete structures in a more precise of concrete condition the overall assessment of the of concrete properties manner are depicted. Diagnostic techniques condition of concrete within based on core drilling element fall into two main groups: in situ and laboratory tests. Moreover, three groups of tests have Non-destructive methods: Multichannel Analysis of Surface Assessment of mechanical been distinguished. Group I comprises test  visual evaluation; Waves (MASW) method properties of core:  sclerometric assessment;  direct method; methods where the condition of a concrete  ultrasound assessment. Ground Penetrating Radar  indirect methods (reso- element is assessed at a single point. Group (GPR) nance frequency test, II embraces special techniques enabling the Partially destructive ultrasound method) overall response assessment of the concrete methods: Analysis of surface images of element. Finally, Group III includes assess-   pull-off tests; damaged concrete Estimating the temperature ment techniques based on the properties exa-   pull-out (CAPO) test; reached by concrete: mination of small samples taken from various  Windsor probe;  colourimetry; locations and at different depths.  BRE internal fracture test;  DTA and TGA;  drilling resistance.  X-ray diffraction; 2.1. In situ methods  scanning microscopy;  thermoluminescence; Most of the in situ techniques included in  porosimetry; Group I that are used to assess the condition  microcrack density of concrete after being exposed to fire are well- assessment. known methods that are widely used to check the properties of concrete structures. ewentualnie widoczne odksztaBcenia elementu konstrukcyjnego (nadmierne ugicie belek, lub wyboczenie sBupów). The sclerometric test is one of the most commonly used methods for estimating the hardness of the surface concrete layer. The W tablicy 1 zestawiono stosowane metody majce na celu bardziej limitations of this technique in diagnosing fire damage of concrete precyzyjn ocen uszkodzeD betonu w konstrukcji. Techniki diag- result from the absence of a fixed correlation between compressive nostyczne podzielono na dwie gBówne grupy: badania wykonywane CWB-4/2009 169 in situ oraz badania laboratoryjne. Tablica 1 Ponadto wyró|niono trzy grupy METODY OCENY USZKODZEC PO{AROWYCH BETONU W KONSTRUKCJI badaD. Grup I stanowi metody badaD, w których punktowej oce- Metody in situ Metody laboratoryjne nie podlega beton w elemencie Grupa II. Specjalne metody Grupa III. Ocena wBa[ciwo[ci betonowym. Do grupy II zalicza Grupa I. Lokalna ocena jako[ci globalnej oceny stanu betonu betonu prowadzona na odwier- si specjalne techniki komplekso- betonu w elemencie tach wej oceny elementu betonowego. Metody nieniszczce: Metoda analizy fal powierzchnio- Ocena cech mechanicznych Grupa III obejmuje metody oceny  ocena wizualna, wych (MASW) odwiertów: oparte na badaniu wBa[ciwo[ci  sklerometryczna,  metod bezpo[redni, odwiertów pobranych w ró|nych  ultradzwikowa. Georadar (GPR)  metodami po[rednimi: (me- punktach i z ró|nej gBboko[ci tod czstotliwo[ci rezonan- elementu betonowego. Metody cz[ciowo niszczce: Analiza obrazu uszkodzonej po- sowej, metod ultradzwiko-  metody pull-off, wierzchni betonu w). 2.1. Metody stosowane in  metoda pull-out (CAPO), situ  sonda Windsor, Oszacowanie osignitej przez  metoda destrukcji, wewntrz- beton temperatury: Wikszo[ technik stosowanych nej (BRE),  kolorymetria, in situ do oceny stanu beto-  opór wiercenia.  DTA i TGA,  rentgenografia, nu po po|arze, które znalazBy  mikroskopia skaningowa, si w grupie I, to metody zna-  termoluminescencja, ne i powszechnie stosowane  porozymetria, do kontroli wBa[ciwo[ci betonu  ocena gsto[ci mikro- w konstrukcji. zarysowaD. Metoda sklerometryczna stanowi jedn z najcz[ciej stosowanych strength and the rebound index obtained as a result of sclerometric metod orientacyjnej oceny twardo[ci powierzchniowej warstwy measurements. Moreover, in order to obtain correct results, the betonu. Ograniczenia tej techniki w diagnostyce po|arowych test should be conducted on a fl at surfaces, which is difficult for uszkodzeD betonu wynikaj z braku staBej zale|no[ci midzy concrete elements that have been heavily-damaged by fire and wytrzymaBo[ci na [ciskanie, a liczb odbicia stanowica wynik exhibit visible spalling. Sclerometer measurement method com- pomiaru sklerometrem. Ponadto, warunkiem uzyskania prawidBo- prises the following stages: verifying whether the device functions wych wyników jest wykonywanie pomiarów na pBaskiej powierzchni, properly, establishing the rebound index for the damage-free zone co w przypadku elementu silnie uszkodzonego dziaBaniem po|aru of the concrete and the performance of measurements in dama- ze znacznymi zBuszczeniami i odspojeniami jest trudne do zrealizo- ge zones according to the predetermined measurement location wania. Wykonywanie badania sklerometrem zakBada nastpujce pattern. The pattern proposed by Laboratoire Central des Ponts et etapy: weryfikacj prawidBowo[ci funkcjonowania urzdzenia, Chaussées in (8) for testing the fire damaged concrete in the lining ustalenie liczby odbicia w strefi e betonu nienaruszonego oraz of the Channel Tunnel assumes a radial pattern of measurement wykonanie pomiarów w strefach uszkodzeD, wedBug zaBo|onego points, which are equidistant from the visible damage zone. Scle- schematu rozmieszczenia pomiarów. Zaproponowany przez Labo- rometric measurements are usually accompanied by compressive ratorium Dróg i Mostów w Pary|u (8) schemat przyjty do oceny strength measurements of cores in order to correlate the rebound betonowych elementów sklepienia tunelu pod kanaBem La Man- index with compressive strength. che zakBada promieniste rozmieszczenie punktów pomiarowych, w równomiernych odlegBo[ciach od strefy wyraznych uszkodzeD. In the group of non-destructive methods another technique, ba- Zazwyczaj pomiarom sklerometrycznym towarzyszy pomiar wy- sed on the measurement of the ultrasonic wave speed velocity, is trzymaBo[ci na [ciskanie badany na odwiertach w celu znalezienia used. The velocity of propagation of ultrasonic wave in concrete korelacji liczby odbicia z wytrzymaBo[ci na [ciskanie. is related to its modulus of elasticity and compressive strength. It is therefore possible to observe signifi cant changes in the speed W grupie technik nieniszczcych obok metody sklerometrycznej of propagation of ultrasonic waves in concrete that was exposed stosuje si technik opart na pomiarze prdko[ci rozchodzenia to high temperature (6, 8, 10). By placing measurement probes on si fali ultradzwikowej. Prdko[ rozchodzenia si fali ultra- the surface and increasing the distance between the source and dzwikowej w betonie jest zwizana z jego moduBem spr|ysto[ci the receiver, it is possible to assess the properties of increasingly oraz z wytrzymaBo[ci na [ciskanie. Dziki temu mo|liwa jest deeper layers of concrete (Fig. 2). Just as for the sclerometric obserwacja wyraznych zmian prdko[ci rozchodzenia si fali method, this test requires a fl at surfaces that have not been da- ultradzwikowej w betonie, który poddany byB dziaBaniu podwy|- maged by spalling. szonej temperatury (6, 8, 10). Stosujc powierzchniowy ukBad sond 170 CWB-4/2009 pomiarowych o zwikszajcej si odlegBo[ci pomidzy nadajnikiem Concrete condition within the surface layer may also be assessed i odbiornikiem mo|na oceni jako[ coraz gBbszych warstw ma- using partially destructive methods. Among these methods, the teriaBu (rysunek 2). Podobnie jak w metodzie sklerometrycznej  pull-off test should be mentioned, consisting of applying a tensile wskazane jest prowadzenie badaD ultradzwikowych na pBaskich load to concrete via a metal disk glued to its surface with epoxy powierzchniach betonu, nieuszkodzonych przez odspojenia. resin adhesive. The tested material can be located deeper through the kerf obtained with the saw (Fig. 3). The  pull-off technique permits the testing of the tensile strength of concrete. In order to estimate the compressive strength on the basis of the tensile strength determined during the  pull-off test, appropriate experi- mental relationships are used. Rys. 2. Zasada pomiaru prdko[ci rozchodzenia si fali ultradzwikowej. Rys. 3. Pomiar wytrzymaBo[ci na rozciganie betonu metod  pull-off UkBad powierzchniowy sond pomiarowych umo|liwiajcy ocen stanu Fig. 3. Tensile strength testing of concrete using the  pull-off method betonu w coraz gBbszych jego warstwach (10) Fig. 2. Measurement of the ultrasonic pulse velocity. Surface arrangement Another good method of testing the extent of damage of concrete of measurement probes enabling the investigation of increasingly deeper is the Windsor probe method, which is based on measuring the layers of concrete (10) depth to which a probe shoot from a specially constructed gun penetrates into the concrete (Fig. 4). The strength of concrete is Do oceny betonu w warstwie powierzchniowej mo|na wykorzysta found from the correlation linking the length of the probe sticking równie| metody cz[ciowo niszczce. Nale|y do nich metoda  pull- out of the material (D, in inches) with strength. This method may off , polegajca na przyBo|eniu obci|enia rozcigajcego beton be used for ordinary and high-performance concretes (silver probe) poprzez metalowy stempel przyklejony |ywic epoksydow do jego as well as to lightweight ones (gold probe). It is recommended that powierzchni. PoBo|enie materiaBu poddawanego rozciganiu mo|e the hardness of the aggregate used in concrete will be determined znajdowa si nieco gBbiej w betonie, dokd siga bdzie naci- before the test, using the 10-point Mohs scale. Subsequently, three cie wykonane za pomoc piBy koronkowej (rysunek 3). Technika probes are shoot from the distance determined by the template  pull-off pozwala na wyznaczenie wytrzymaBo[ci na rozciganie that is included in the kit. The average result of three values is betonu. W celu oszacowania wytrzymaBo[ci na [ciskanie na pod- Rys. 4. Zestaw do pomiaru wytrzymaBo[ci na [ciskanie metod sondy Windsor oraz krzywe przedstawiajce zale|no[ midzy dBugo[ci wystajcej cz[ci sondy (D) i wytrzymaBo[ci na [ciskanie betonów z kruszyw o twardo[ci od 3 do 7 w skali Mohsa (12) Fig. 4. A Windsor probe compressive strength measurement kit and curves illustrating relationships between the length of probe sticking out from the material (D) and the compressive strength of concretes made from aggregates with a hardness of 3 to 7 in the Mohs scale (12) CWB-4/2009 171 stawie zmierzonej w próbie  pull off wytrzymaBo[ci na rozciganie used to determine the compressive strength of the concrete at the stosuje si odpowiednie zale|no[ci do[wiadczalne. measurement point in question. The advantage of this technique is that it enables concrete strength to be determined also on uneven Trafn ocen uszkodzeD betonu mo|na uzyska stosujc metod surfaces that have been damaged by spalling (6). sondy Windsor, opierajc si na pomiarze gBboko[ci penetracji sworznia wystrzelonego ze specjalnie skonstruowanego pistoletu A method used in Scandinavia as well as in the U S and UK is the na naboje prochowe (rysunek 4). WytrzymaBo[ betonu wyznacza CAPO (cut and pull out) test, which belongs to the  pull-out group si ze znalezionej korelacji Bczcej dBugo[ wystajcej z materiaBu (6, 13). This is a variant of the traditional  pull-out technique (LOK cz[ci sondy (D w calach), z wytrzymaBo[ci betonu na [ciskanie. test), where rings are embedded in concrete during casting. An Metoda ta mo|e by stosowana zarówno do betonów zwykBych advantage and peculiar feature of the CAPO test is the use of an i wysoko warto[ciowych (sworzeD  srebrny ), jak i do betonów expanding ring placed in a groove cut within a drilled hole using lekkich (sworzeD  zBoty ). Zaleca si, aby przed rozpoczciem a milling cutter. The technique is based on the measurement of badaD przeprowadzi ocen twardo[ci kruszywa zastosowanego the force required to pull out a steel anchor installed in a concrete w betonie, stosujc skal Mohsa. Nastpnie wykonuje si trzy hole. The load is applied via a hydraulic actuator, which applies strzaBy w odlegBo[ci podyktowanej wielko[ci szablonu stanowi-  pull-out force to the anchor, while on the other hand it presses the cego wyposa|enie zestawu. Zrednia z trzech pomiarów dBugo[ci concrete surface via a concentric stopper ring (Fig. 5). Owing to wystajcej cz[ci sworznia pozwala na okre[lenie wytrzymaBo[ci the fact that the stopper ring dimensions are adjusted to the depth na [ciskanie betonu w danym punkcie pomiarowym. Zalet tej at which the anchor is placed and to the dimensions of the anchor techniki jest mo|liwo[ oceny wytrzymaBo[ci betonu tak|e na itself, this arrangement results in a complex state of stress leading nierównej powierzchni uszkodzonej odspojeniami (6). to failure. On the basis of experimental relationships (Fig. 5), the compressive strength of the concrete is estimated. W krajach skandynawskich, a tak|e w USA i Wielkiej Brytanii, sto- sowana jest metoda  pull-out nazywana CAPO (ang. cut and pull The BRE internal fracture test was developed and published by out ) (6, 13). Jest to odmiana tradycyjnej techniki  pull-out (LOK the Building Research Establishment (14). In this method, a hole test), w której pier[cienie osadza si w betonie w trakcie betono- with a diameter of 6 mm and a depth of 30 to 35 mm is drilled wania. Specyfik i zalet metody CAPO jest stosowanie pier[cieni in the material to be examined. An anchor with an expansion samo-rozpr|ajcych si po wprowadzeniu do wy|Bobienia, wyci- sleeve is inserted into the hole to the depth of 20 mm. The head is nanego frezem wewntrz odwiertu. Metoda polega na pomiarze tightened using a torque wrench until the load causes the anchor siBy potrzebnej do wyrwania z betonu stalowej kotwy wprowadzonej to be pulled out (Fig. 6). The direct measure of concrete quality do wykonanego w betonie kanaBu. Obci|enie jest przekazywane is the breaking moment, which is subsequently converted into za po[rednictwem siBownika hydraulicznego, który z jednej strony a compressive strength value. poddaje trzpieD kotwy dziaBaniu siBy wyrywajcej, z drugiej za[ The drilling resistance test method merits special attention. This jest wsparty na powierzchni betonu za po[rednictwem centrycz- is a relatively easy and effective technique making it possible to nego pier[cienia oporowego (rysunek 5). Pier[cieD ten, dziki evaluate the extent of heat damage to concrete. When examining wBa[ciwemu doborowi proporcji swoich wymiarów w stosunku do concrete properties after the fire in the Channel Tunnel (8), a statio- gBboko[ci poBo|enia kotwy oraz jej wymiarów, wymusza zBo|ony Rys. 5. Zasada badania betonu metod  pull  out (CAPO) oraz przykBad zale|no[ci wytrzymaBo[ci betonu na [ciskanie od siBy wyrywajcej (British Institute of Non Destructive Technics, UK) Fig. 5. CAPO concrete testing illustration and an example of the relationship between the compressive strength of concrete and its holding strength (British Institute of Non Destructive Testing, UK) 172 CWB-4/2009 Rys. 6. Ilustracja zasady badania betonu metod destrukcji wewntrznej [BRE internal fracture(14)] oraz zale|no[ midzy momentem obrotowym powodujcym niszczenie (Nm) i wytrzymaBo[ci na [ciskanie (MPa) Fig. 6. Illustration of the BRE internal fracture (14) method used to test concrete and the relationship between the breaking moment (Nm) and com- pressive strength (MPa) stan napr|eD, który prowadzi do jego miejscowego zniszczenia. nary drilling rig was used, and the 500 holes drilled made it possible Ustalone do[wiadczalnie zale|no[ci (rysunek 5) pozwalajc na to compile a  map of concrete damage. In drilling resistance tests oszacowanie wytrzymaBo[ci betonu na [ciskanie. conducted by Felicetti (11), a general purpose hammer-drill fitted with an inductive displacement sensor and a power consumption Metoda destrukcji wewntrznej (BRE internal fracture) zostaBa meter was used (Fig. 7). The information obtained during drilling opracowana przez Building Research Establishment (14). W bada- makes it possible to calculate the drilling resistance expressed as nym materiale wierci si otwór o [rednicy 6 mm i gBboko[ci 30-35 the drilling work per unit of drilling depth (J/mm). After analysing mm. W otwór wprowadza si kotwy z tulej samorozpr|ajc na the impact of drill diameter and drill force, these two parameters gBboko[ 20 mm. Dokrcenie gBowicy kluczem dynamometrycz- were optimised. Using the spotting drill of diameter equal 10 mm, nym powoduje wyrwanie kotwy (rysunek 6). Bezpo[redni miar and applying a drill force of 170 N, satisfactory result repeatability jako[ci betonu jest znaleziona warto[ momentu obrotowego, która was obtained. By plotting drilling resistance against drill position, nastpnie przeliczana jest na wytrzymaBo[ na [ciskanie. the depth at which the undamaged material zone begins can be clearly determined. Fluctuations in the signal recorded are attri- Na szczególn uwag zasBuguje metoda pomiaru oporu wierce- buted to the heterogeneous nature of concrete stemming from its nia. Jest to stosunkowo Batwa i skuteczna metoda pozwalajca composite structure (Fig. 7). na oznaczenie zasigu wystpowania betonu uszkodzonego wysok temperatur. Do oceny stopnia zniszczenia betonu po Techniques enabling the overall assessment of the construction po|arze w tunelu La Manche (8) stosowano wiertnic na podwo- element occupy a special place among the methods of assessing ziu stacjonarnym, któr wykonano 500 odwiertów, pozwalajcych fire damage. These methods exploit physical phenomena related na sporzdzenie  mapy uszkodzeD betonu. W badaniach oporu to the propagation of electromagnetic waves (ground penetrating wiercenia prowadzonych przez Felicettiego (11) wykorzystano radar  GPR) or phenomena related to the propagation of surface powszechnie stosowan wiertark udarow, wyposa|on w induk- waves (multichannel analysis of surface waves). Both techniques cyjny czujnik przemieszczania wiertBa oraz miernik poboru energii are geotechnical methods enabling isoline maps to be obtained elektrycznej (rysunek 7). Informacje uzyskane podczas wiercenia that describe the properties of the analysed elements. Promising pozwalaj na obliczenie oporu wiercenia, który okre[la wykonan results have been obtained by using these techniques to assess prac na jednostk gBboko[ci wykonanego odwiertu (J/mm). Po the condition of concrete structures after a fire (8); however, these przeanalizowaniu wpBywu [rednicy wiertBa oraz doboru nacisku are still pioneering applications that require further research and na wiertBo zoptymalizowano te dwa parametry. Przy zastosowa- analysis. niu wiertBa [rednicy 10 mm i nacisku na wiertBo 170 N uzyskano zadowalajc powtarzalno[ wyników. Krzywe oporu wiercenia The concrete surface cracking image analysis technique also w funkcji poBo|enia wiertBa pozwalaj na wyznaczenie gBboko[ci, enables the comprehensive assessment of concrete members. na której wystpuje strefa nieuszkodzonego materiaBu. Fluktuacje This method, which is based on the analysis of digital photographs, rejestrowanego sygnaBu przypisuje si naturalnej niejednorodno[ci was developed in order to assess the damage of the lining of the betonu, wynikajcej z jego kompozytowej budowy (rysunek 7). Channel Tunnel (8). The assumption behind the method is that the geometry of surface cracks reflects concrete damage and depends on the fire temperature. Digital photographs are processed by com- CWB-4/2009 173 Rys. 7. Wiertarka stosowana w metodzie pomiaru oporu wiercenia Felicettiego oraz przykBad krzywych zu|ycia energii niezbdnej w funkcji gBboko[ci odwiertu (11) Fig. 7. The drill used in Felicetti s drilling resistance measurement method and an example of recorded variance in the energy required to drill a 1 mm deep hole depending on drilling depth (11) W metodach oceny uszkodzeD po|arowych specjalne miejsce puter software that calculates the surface areas, circumferences zajmuj techniki pozwalajce na kompleksow ocen caBego ele- and shape factors of fi elds formed by concrete cracks (Fig. 8). In mentu konstrukcyjnego. Metody te wykorzystuj zjawiska fizyczne the next stage, the correlation between the cracking parameters zwizane z rozchodzeniem si fali elektromagnetycznej (georadar) thus determined and e.g. the sclerometer rebound index measured lub zjawiska zwizane z rozprzestrzenianiem si fal powierzchnio- in the centre of each field can be analysed. wych, okre[lan nazw analizy fal powierzchniowych (Multichannel 2.2. Laboratory Methods Analysis of Surface Waves). Obie techniki zostaBy zaczerpnite z geotechniki i pozwalaj na uzyskanie map izolinii wBa[ciwo[ci The tests designed to determine the extent to which concrete has analizowanych elementów. Obiecujce wyniki uzyskano stosujc been degraded and to estimate the depth of the damage zone in te metody do oceny stanu konstrukcji betonowych po po|arze (8), fi re-damaged elements that require the sampling of material and jednak s to dotychczas zastosowania pionierskie, wymagajce laboratory testing are listed in Group III (Table 1). The tests car- dalszych badaD i analiz. ried out on concrete core samples are designed to determine the residual mechanical properties of the damaged concrete or else Na kompleksow ocen elementu betonowego pozwala tak|e to estimate the temperature to which the concrete was exposed technika analizy obrazu zarysowania powierzchni betonu. Metoda during the fire. ta, opierajca si na analizie zdj wykonanych technik cyfrow, opracowana zostaBa do oceny uszkodzeD elementów sklepienia Laboratory tests aimed at determining the residual mechanical tunelu pod kanaBem La Manche (8). Metoda zakBada, |e geometria properties of damaged concrete consist of the direct testing of the zarysowania powierzchni elementu odpowiada uszkodzeniom sample material (cores) or the estimation of these values for the betonu zwizanym z wysoko[ci temperatury spowodowanej po- cores sampled using indirect methods. |arem. Zdjcia cyfrowe poddane zo- staj obróbce za pomoc programu komputerowego, który oblicza pole powierzchni, obwód i wspóBczynnik ksztaBtu obrysu pól tworzonych przez zarysowania betonu (rysunek 8). W nastpnym etapie przeprowadzi mo|na analiz korelacji pomidzy uzyskan w ten sposób charakte- rystyk zarysowaD, a na przykBad Rys. 8. Powierzchnia zarysowanego betonu po po|arze i uzyskany metod komputerowej analizy obraz liczb odbicia sklerometru zmierzo- geometryczny zarysowaD (8) n w [rodku ka|dego z pól. Fig. 8. Surface of fire-damaged concrete and the geometric cracking image obtained by computer analysis (8) 174 CWB-4/2009 The determination of core strength is based on the guidelines 2.2. Metody laboratoryjne provided in the PN-EN 206 and PN-EN 12540-1 standards. These Badania majce na celu ocen degradacji betonu oraz oszaco- standards stipulate core diameter and height as well as the man- wanie gBboko[ci wystpowania uszkodzeD, wymagaj pobrania ner in which samples are to be prepared for testing. An important materiaBu z elementów uszkodzonych po|arem i ich zbadania aspect of sampling for laboratory test purposes is the choice of lo- w warunkach laboratoryjnych (grupa III w tablicy 1). Badania cations and the number of samples collected. Samples should first odwiertów maj na celu okre[lenie wBa[ciwo[ci mechanicznych be collected from locations where concrete has not been damaged uszkodzonego betonu, bdz te| oszacowanie temperatury, jakiej in order to assess the properties of the intact material. Subsequent poddany zostaB beton w czasie po|aru. cores should be sampled in damage zones. The choice of locations and the number of cores sampled is usually determined by the Badania laboratoryjne majce na celu okre[lenie wBa[ciwo[ci level of detail required and the extent of fire damage. mechanicznych uszkodzonego betonu dotycz bezpo[rednich pomiarów na odwiertach lub oszacowania tych wBa[ciwo[ci me- Because the cores are sampled from material whose cement todami po[rednimi. matrix has been partly or entirely dehydrated, where possible compressed air should be used instead of water for dust removal Do pomiaru wytrzymaBo[ci odwiertów stosuje si metody zawarte and cooling during drilling. For obvious reasons, samples should w normach PN-EN 206 i PN-EN 12540-1. Normy te precyzuj not be collected from locations where this could endanger the [rednic i wysoko[ odwiertu, a tak|e sposób przygotowania stability and load-bearing capacity of the elements tested; mo- próbek. Wa|ne znaczenie ma wybór miejsc i liczba zaplanowa- reover, holes should not be drilled, if possible, in zones where nych odwiertów. Pierwsze odwierty powinny zosta wykonane reinforcement is present. w miejscach wystpowania betonu nieuszkodzonego, w celu oceny wBa[ciwo[ci materiaBu w stanie nienaruszonym. Nastpnie nale|y The resonance frequency method can be used in order to esti- wykona odwierty w miejscach wystpujcych uszkodzeD. Wybór mate the dynamic modulus of elasticity of concrete using indirect miejsc i ilo[ci odwiertów podyktowany jest zazwyczaj zakresem methods. This consists of the measurement of the resonance planowanych badaD oraz rozlegBo[ci zniszczeD po|arowych. frequency of concrete disks obtained by cutting a sample col- lected from the fi re damage zone (8). Through determining this Poniewa| wiercenia odbywaj si w materiale o cz[ciowo characteristic for disks collected from successive layers of concre- bdz caBkowicie zdehydratyzowanej matrycy cementowej zaleca te, a profi le of modulus changes from the surface layer to the si, w miar mo|liwo[ci, usuwanie pyBu i chBodzenie odwiertów undamaged concrete layer can be obtained. The measurement spr|onym powietrzem, a nie wod. Z oczywistych wzgldów involves a resonance frequency analyser equipped with a sensor, nale|y pamita o unikaniu wykonywania odwiertów w miejscach a hammer that produces vibrations and rubber foam washers. zagra|ajcych stabilno[ci i no[no[ci badanych elementów oraz Results of tests for concrete collected from different depths make nie nale|y, w miar mo|liwo[ci, prowadzi odwiertów w strefie it possible to determine the profi le of changes in the dynamic wystpowania zbrojenia. modulus of elasticity of concrete, and thus to establish the extent W celu oceny dynamicznego moduBu spr|ysto[ci betonu metoda- of thermal damage. mi po[rednimi stosowa mo|na pomiar czstotliwo[ci rezonanso- The ultrasound method may also be used as an indirect technique wej betonowego plastra uzyskanego przez pocicie odwiertu wy- of assessing the mechanical properties of concrete in the core konanego w miejscu uszkodzeD po|arowych (8). Przeprowadzenie samples. In this case, sensors are placed along two perpendicular pomiarów na plastrach pochodzcych z kolejnych warstw betonu, diameters. The profi le of changes of the ultrasonic waves speed pozwala na wyznaczenie profilu zmian moduBu a| do gBboko[ci, can be determined by performing measurements at 1 cm intervals na której wystpuje beton nieuszkodzony. Do pomiarów stosuje along the entire length of the core, thus allowing the extent of the si analizator czstotliwo[ci rezonansowej wraz z czujnikiem, damage zone to be established (8). mBoteczkiem wzbudzajcym drgania i odpowiednimi podkBadkami ze spienionej gumy. Wyniki badania próbek pochodzcych z ró|- The laboratory tests permitting the estimation of the temperature nych gBboko[ci odwiertu pozwalaj na okre[lenie profilu zmian reached by the concrete use the following techniques: DTA, TGA, dynamicznego moduBu spr|ysto[ci betonu, a w konsekwencji na X-ray diffraction, scanning microscopy, thermoluminescence, oznaczenie zasigu jego uszkodzeD termicznych. colourimetry, chemical or petrographic analyses. When concrete is heated, its colour changes. The most pronounced changes in Metoda ultradzwikowa mo|e by stosowana równie| jako po[red- colour occur in concretes made from siliceous aggregates which nia technika pozwalajcej na ocen wBa[ciwo[ci mechanicznych become red or pink when heated to 300 600°C; for tempera- próbek betonu pochodzcych z odwiertów. W tym przypadku sto- tures ranging from 600°C to 900°C they turn whitish-grey, and suje si ukBad skro[ny czujników, na dwóch [rednicach wzajemnie for temperatures ranging from 900°C to 1000°C their colour is prostopadBych. Wykonujc pomiary na caBej dBugo[ci odwiertu described as buff (yellow with a grey tinge). Therefore changes w odstpach co 1 cm, wyznaczy mo|na profi l zmian prdko[ci in the mechanical properties of concrete can be estimated on fali ultradzwikowej, a nastpnie okre[li zasig wystpowania the basis of its discolouration. In order to describe changes in uszkodzeD (8). CWB-4/2009 175 Badania laboratoryjne majce na celu oszacowanie temperatury, colour in a precise manner, colourimetry description techniques do której beton zostaB podgrzany polegaj na wykorzystaniu DTA, are used. The tests conducted by Faure and Hemond (8) were TGA, rentgenografii, mikroskopii skaningowej, termoluminescencji, performed during the diagnostic examination of concrete in the kolorymetrii, analizy chemicznej, bdz analizy petrograficznej. Channel Tunnel . In colour measurements, a colourimeter was Ogrzewanie betonu powoduje zmian jego koloru. Najbardziej used directly on the surface of concrete samples. The method intensywne zmiany koloru wykazuj betony na kruszywie krze- used by Short et al. (15) consists of samples analysing under an mionkowym, które podgrzane do temperatury w zakresie 300- optical microscope and analysing magnifi ed digital photographs. 600°C przybieraj kolor czerwony lub ró|owy, do temperatury The method used by Felicetti (10) consists of analysing changes 600-900°C biaBawo-szary, a do temperatury 900°C-1000°C ich in concrete colour depending on the temperature reached (Fig. kolor okre[lamy jako pBowy (|óBty z odcieniem szaro[ci). W efekcie 9). Photographs of 80 mm long cores were taken using a general na podstawie zabarwienia oszacowa mo|na zmiany wBa[ciwo[ci purpose digital camera. mechanicznych betonu. W celu precyzyjnego opisu zmian koloru DTA and TGA are methods based on the examination of physico- wykorzystuje si techniki stosowane do opisu barw w kolorymetrii. chemical changes occurring in concrete during heating in labora- Badania prowadzone przez Faure a i Hemonda (8) wykonano tory conditions. Assuming that most changes caused by exposure podczas diagnostyki betonu w tunelu pod kanaBem La Manche. Do to temperature are irreversible, during the second heating of pomiaru barwy stosowano kolorymetr przykBadany bezpo[rednio a concrete sample collected from a fire scene, no visible changes do powierzchni próbek betonu. Metoda stosowana przez Shorta can be observed on DTA and TGA curves until the temperature i innych (15) polegaBa na obserwacji próbek pod mikroskopem op- to which the concrete was exposed during the previous heating is tycznym i analiz zdj cyfrowych powikszonego obrazu. Metoda reached. When this level is exceeded, characteristic peaks appear zastosowana przez Felicettiego (10) oparta byBa na analizie zmian on the curves that correspond to changes occurring in the material koloru betonu w zale|no[ci od osignitej temperatury (rysunek when heated to the temperature in question (8). Therefore, by 9). Zdjcia odwiertów o dBugo[ci 80 mm wykonano powszechnie comparing curves for intact concrete with those for the concrete stosowanym aparatem cyfrowym. sampled from the fi re scene, the temperature reached by the DTA i TGA opieraj si na obserwacji przemian fizykochemicz- concrete can be estimated. nych zachodzcych w próbce betonu podczas jego ogrzewania w warunkach laboratoryjnych. Przyjmujc, |e wikszo[ przemian spowodowanych wzrostem temperatury ma charakter nieodwra- calny, podczas ponownego ogrzewania próbki betonowej pobranej w miejscu po|aru mo|na stwierdzi na krzywych DTA i TGA brak efektów termicznych, a| do poziomu temperatury osignitej przez beton podczas po|aru. W wy|szych temperaturach powinny poja- wi si na krzywych charakterystyczne piki zwizane z przemiana- mi zachodzcymi w ogrzewanym materiale (8). Korzystajc z tej zasady, poprzez porównanie krzywych odpowiadajcych próbkom betonu nienaruszonego oraz pobranych w miejscu po|aru, mo|na oszacowa osignit przez beton temperatur. Rentgenografia pozwala na zidentyfikowanie wystpowania w materiale faz krystalicznych i oszacowanie ilo[ci tych faz w próbkach betonu. Stwierdzona obecno[ lub brak ró|nych faz jest podstaw do oszacowania temperatury do jakiej podgrzany zostaB beton (6, 8). Obserwacje pod mikroskopem skaningowym (8) pozwalaj na oszacowanie temperatury jakiej poddany zostaB beton na podsta- wie zaobserwowanych przemian fazowych skBadników mineralnych oraz obecno[ci charakterystycznych dla danej temperatury faz mineralnych. Dodatkowo obserwacje odksztaBceD (skurczu za- czynu i rozszerzalno[ci termicznej kruszywa) i spowodowanych Rys. 9. Krzywa maksymalnej temperatury (T) oraz wzgldnej resztkowej nimi zarysowaD mog [wiadczy o osignitej przez materiaB wytrzymaBo[ci betonu na [ciskanie (RcT/Rc20) i odpowiadajca tym zmia- temperaturze. Obserwacje prowadzi si zarówno na przeBamach nom zarejestrowana zmiana koloru (warto[ci uzyskane z 4 odwiertów o jak i na zgBadach. Obserwacje mikroskopowe pozwalaj na stwier- dBugo[ci 80 mm) (10) dzenie obecno[ci igieBek ettringitu potwierdzajce, |e beton nie Fig. 9. Maximum temperature (T) and the relative residual compressive przekroczyB temperatury wy|szej ni| 100°C (rysunek 10a), bdz strength of concrete (RcT/Rc20) and corresponding changes in the colour na obserwacj rekrystalizacji portlandytu w formach podobnych recorded (results for four 80 mm long cores) (10) 176 CWB-4/2009 do  ró|y pustyni , która wykazuje, |e beton poddany zostaB dziaBaniu temperatury wy|- szej od 500°C (rysunek 10b) (8). Termoluminescencja jest wywoBana przez ogrzewanie substancji, która wcze[niej zo- staBa pobudzona przez [wiatBo (fal elektro- magnetyczn) lub promieniowanie przenikli- we. Metoda polega na podgrzaniu badanego materiaBu i zmierzeniu termoluminescencji, Rys. 10. Obserwacje pod mikroskopem skaningowym: a  igieBki ettryngitu (T < 100°C), b  rekry- czyli ilo[ci [wiatBa wypromieniowanego przez stalizacja portlandytu w formach podobnych do  ró|y pustyni ( T > 500°C) (8) badany materiaB, która jest proporcjonalna do Fig. 10. Scanning microscopy observations: a  ettringite needles (T < 100°C), b  recrystallization pochBonitego promieniowania. Zjawisko to of portlandite in forms resembling to  desert roses (T > 500°C) (8) wystpuje w fazach krystalicznych. Metoda ta stosowana jest gBównie w archeologii do datowania ceramiki oraz w geologii do datowania osadów The X-ray diffraction test makes it possible to identify crystalline skalnych. Metoda pozwala na okre[lenie okresu w jakim materiaB phases and estimate the quantity of mineral phases within the zostaB podgrzany oraz maksymalnej temperatury osignitej przez concrete samples. The presence or absence of some phases forms ten materiaB. Z tego powodu znalazBa ona tak|e zastosowanie the basis for estimating the temperature to which the concrete w diagnostyce uszkodzeD po|arowych (8). W technice termolu- was heated (6, 8). minescencyjnej jarzenie próbek pobranych z uszkodzonych stref The scanning microscope observations (8), enable to estimate betonu porównuje si z jarzeniem betonu wygrzewanego w warun- the temperature to which the concrete was exposed by analysing kach laboratoryjnych (warunki wygrzewania powinny odpowiada phase transitions of mineral ingredients and ascertaining the rzeczywistym warunkom po|arowym). presence of the mineral phases characteristic of certain tempera- W publikacjach mo|emy odnalez równie| metody oceny uszko- tures. Moreover, the deformations observed (grout shrinkage and dzeD w oparciu o pomiary porowato[ci za pomoc porozymetrii aggregate thermal expansion) and the cracks caused by them rtciowej (12) oraz [redniej wielko[ci porów lub poprzez ocen may help determine the temperature reached by the material. gsto[ci mikro-zarysowaD (16) (caBkowita dBugo[ rys na jednostk Both fractured and polished sections are examined. Microscopy powierzchni). observations make it possible, among other things, to ascertain the presence of ettringite needles, which would demonstrate that the concrete was not exposed to a temperature higher than 100°C 3. Podsumowanie (Fig. 10a), or to observe the recrystallisation of portlandite in forms resembling to  desert roses , which shows that the concrete was Przedstawione w artykule metody oceny uszkodzeD betonu pod- exposed at temperatures exceeding 500°C (Fig. 10b). czas po|aru obejmuj techniki powszechnie stosowane do badania wBa[ciwo[ci betonu (metoda sklerometryczna, ultradzwikowa, lub Thermoluminescence is induced by heating substances that were  pull-off , itp) oraz metody adaptowane z innych dziedzin nauki (ter- previously stimulated by light (electromagnetic waves) or pene- moluminescencja, analiza fal powierzchniowych, georadar, itp). trating radiation. The method consists of heating the material in question and measuring the thermoluminescence (the amount Do dyspozycji in|yniera pozostaj zarówno bardzo praktyczne of light radiated from the sample), which is proportional to the metody stosowane in situ, jak i zawansowane techniki laborato- radiation absorbed. This phenomenon is observed in crystalline ryjne. Pierwsze z nich pozwalaj czsto na wystarczajc, lecz minerals. The method is primarily used in archaeology for dating jedynie szacunkow i zgrubn, ocen jako[ci betonu. Metody pottery and in geology for dating rock sediments. It enables one laboratoryjne s bardziej dokBadne, jednak dro|sze i bardziej to determine the time at which the material was heated and the czasochBonne. W praktyce zaleca si Bczenie kilku metod w celu maximum temperature reached. For this reason, it is also used uzyskania wystarczajco peBnego i dokBadnego obrazu uszkodzeD in fire-damage assessment (8). In thermoluminescence tests, the elementu betonowego (8, 10, 15). glowing of concrete samples collected from the damage zone is compared to that of concrete samples heated under laboratory conditions (heating time and intensity should correspond to real Literatura / References fire conditions). 1. I. Hager, P. Pimienta, Impact of the polypropylene fibers on the mechani- In literature, techniques can also be found whose objective is to cal properties of HPC concrete, Proceedings of Sixth Rilem Symposium on Fibre Reinforced Concrete (FRC), BEFIB 2004, September 2004, determine the extent of damage by using mercury porosimetry Varenna, Italy. methods (12), average size of pores or by assessing microcrack density (16) (total crack length per unit area). CWB-4/2009 177 2. I. Hager, J. ZliwiDski, T. Durica, The impact of heating conditions on 3. Conclusions temperature distribution in high performance concrete specimens of vari- ous shapes and sizes. , Slovak Journal of Civil Engineering, Volume XIV, The methods for assessing concrete damage after fire presented in 2006/2, p. 8-13. the paper include techniques that are commonly used in evaluating 3. I. Hager, P. Pimienta, Mechanical properties of HPC at high temperatures, concrete quality (sclerometry method, ultrasonic pulse velocity, Proc. Int. Workshop fib Task Group 4.3, Fire Design of Concrete Structures:  pull-off tests, etc.) as well as techniques adapted from other What now? What next? Milan, Italy, December, 2004. p. 95-100. areas of science (thermoluminescence, multichannel analysis of 4. I. Hager, Comportement à haute température des bétons à haute surface waves, ground penetrating radar, etc.). performance - évolution des principales propriétés mécaniques, thèse du doctorat, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, listopad 2004. Engineer can choose between very practical in situ techniques and 5. Concrete Structures After Fire, Concrete Construction, March 1972, advanced laboratory ones. The first ones, although often sufficient, Vol. 17, No. 3, Concrete Construction Publications, Inc., Addison, IL, only enable a sketchy estimation of the concrete s properties. Labo- 1972, p. 101. ratory tests are more accurate, but also more expensive and time- 6. Fire design of concrete structures  structural behavior and assessment. consuming. In practice, several techniques should be combined in State-of-art report prepared by Task Group 4.3, Fire design of concrete order to obtain a sufficiently complete and accurate picture of the structures, FIB - Federation International du Béton, July 2008, p. 209. damage to the concrete element in question (8, 10, 15). 7. EN 1992-1-2: Eurocode 2  Design of concrete structures. Part 1.2: General rules  Structural fi re design, December 2004, p. 97. 8. Présentation des techniques de diagnostic de l état d un béton soumis à un incendie, décembre 2005, n° 62, Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, Paris, France, p. 114. 9. Assessment and Repair of Fire-Damaged Concrete Structures, Technical Report No . 33, The Concrete Society, London, United Kingdom, 1990. 10. M. Colombo, R. Felicetti, New NDT techniques for the assessment of fire-damaged concrete structures, Fire Safety Journal, Vol. 42, Issues 6-7, September-October 2007, Pages 461-472. 11. R. Felicetti, The drilling resistance test for the assessment of fire damaged concrete, Cement and Concrete Composites, Vol. 28, Issue 4, April 2006, Pages 321-329. 12.http://www.ndtjames.com/catalog/strengthTesting/windsorHighPerfor- manceProbe_standard.html. 13. D. C. K. Tay, C. T. Tam, In situ investigation of the strength of dete- riorated concrete, Construction and Building Materials, Vol. 10 (1996), p. 17-26. 14. Internal fracture testing of in-situ concrete: a method of assessing compressive strength, Building Research Establishment, BRE Information paper IP22/80, 1980, p. 4. 15. N. R. Short, J. A. Purkiss, S. E. Guise, Assessment of fire damaged concrete using color image analysis, Construction and Building Materials, Vol. 15 (2001) p. 9-15. 16. N. R. Short, J. A. Purkiss, S. E. Guise, Assessment of fire damaged concrete using crack density measurements, Structural Concrete, Vol. 5 (2002), p. 137-143. 178 CWB-4/2009

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Metody oceny napowietrzenia betonu
Metody oceny projektow gosp 2
Metoda oceny stanu zdrowotnego raków
Metody oceny projektow gosp 1
Metody oceny chemotaksji, fagocytozy
metody oceny kompetencji
16 Wroblewski B Analiza zachowania sie?chow o konstrukcji drewnianej w pozarze
3) Metody oceny projektow gosp 1

więcej podobnych podstron