Naprawa konstrukcji żelbetowych

Naprawy konstrukcji żelbetowych reguluje bardzo dokładnie europejska zharmonizowana norma PN-EN 1504-9. Zgodnie z tym dokumentem, w przypadku wystąpienia korozji chlorkowej, niskim pH otuliny betonowej, zanieczyszczonej otuliny  planując naprawę skażonego elementu betonu , naprawę konstrukcji żelbetowej należy się kierować następującymi zasadami:

– Norma PN-EN 1504-9 zasada nr 7.3: Utrzymanie lub przywrócenie stanu pasywnego stali zbrojeniowej (realkalizacja – przywrócenie pH zasadowego betonu)

– Norma PN-EN 1504-9 zasada nr 7.5: Utrzymanie lub przywrócenie stanu pasywnego stali zbrojeniowej (elektrochemiczna ekstrakcja chlorków- usuwanie chlorków z betonu)

– Norma PN-EN 1504-9 zasada nr 8: Podwyższenie oporności elektrycznej otuliny betonowej

– Norma PN-EN 1504-9 zasada nr 9: Kontrola obszarów katodowych

– Norma PN-EN 1504-9 zasada nr 10: Ochrona katodowa ( protektory cynkowe TopZinc)

– Norma PN-EN 1504-9 zasada nr 11: Kontrola obszarów anodowych ( inhibitor korozji zbrojenia TopGard Fe)

Korozja zbrojenia. Otulina skażona chlorkami. Napraw konstrukcji żelbetowej

Korozja zbrojenia. Otulina skażona chlorkami. Napraw konstrukcji żelbetowej

Korozja zbrojenia. Otulina skażona chlorkami. Napraw konstrukcji żelbetowej

Można te zasady ze sobą łączyć lub stosować oddzielnie, a ostateczna decyzja należy do projektanta i jest spowodowana zawsze indywidualnym podejściem zależnym od stanu destrukcji konstrukcji oraz ekonomiką wykonania naprawy konstrukcji żelbetowej.
W przypadku wykonywania remontów,  napraw  konstrukcji żelbetowych, w których beton jest skażony chlorkami, a otulina skarbonatyzowana, naprawy konstrukcji żelbetowych wykonywane tylko przy zastosowaniu materiałów naprawczych nie są skuteczne. W wymaganiach normowych znajdują się ograniczenia dotyczące zawartości jonów chlorkowych w zaprawach naprawczych do naprawy konstrukcji żelbetowej . W momencie, w którym w naprawionej konstrukcji żelbetowej dojdzie do kontaktu cieczy, która znajduje się w porach betonu i zawiera chlorki, z cieczą z porów świeżej zaprawy naprawczej bez chlorków, zgodnie z zasadą wyrównania stężeń roztworów dojdzie do migracji chlorków do świeżej zaprawy naprawczej do naprawy konstrukcji żelbetowej . Doprowadzi to do korozji „tradycyjnie naprawionego” zbrojenia. W takim przypadku podczas naprawy konstrukcji żelbetowej powinniśmy wykonać elektrochemiczna ekstrakcję chlorków  lub/oraz wykoanć ochronę katodową przy zastosowaniu protektorów cynkowych TopZinc. W celu doboru liczby protektorów cynkowych TopZinc do ochrony katodowej zbrojenia w naprawianej konstrukcji żelbetowej musimy znać średnicę oraz długości prętów zbrojeniowych do ochrony, klasę ekspozycji wg normy PN-EN 206-1 oraz zakładaną liczbą lat ochrony. Po obliczeniu liczby potrzebnych protektorów cynkowych, zalecane jest takie rozmieszczenie protektorów, aby zapewniony był równomierny rozdział prądu na całej długości pręta zbrojeniowego. Dodatkowo podczas naprawy konstrukcji żelbetowej nasączamy otulinę betonową inhibitorem korozji zbrojenia TopGard Fe.

PRZYKŁADOWA NAPRAWA KONSTRUKCJI ŻELBETOWEJ SKAŻONEJ CHLORKAMI

Przykładem zastosowania ochrony katodowej jest naprawa konstrukcji żelbetowej na  parkingu podziemnym w budynku wielorodzinnym , w którym doszło do uszkodzeń na stropie pośrednim oraz podciągach żelbetowych

Korozja zbrojenia. Otulina skażona chlorkami. Napraw konstrukcji żelbetowej

Korozja zbrojenia. Otulina skażona chlorkami. Napraw konstrukcji żelbetowej

W trakcie prac projektowych, dokonano dokładnych oględzin konstrukcji oraz pobrano próbki do badań diagnostycznych sprawdzających zawartość chlorków i poziom karbonatyzacji. Wyniki wykazały przekroczenie dwukrotne normowych zawartość chlorków w stosunku do masy cementu w płycie stropowej oraz podciągach. Pomierzona wartość pH otuliny przy użyciu pH-metru z płyty stropowej na głębokości 3 cm wyniosła 11,1. Również zgodnie z kryterium Hausmana [9] pokazującym rozpoczęcie procesów korozyjnych na powierzchni stali zbrojeniowej, iloraz stężenia jonów chlorkowych i wodorotlenowych był wielokrotnie większy niż graniczne 0,6.
Po przeanalizowaniu wyników badań oraz możliwych kosztów naprawy, w zaleceniach naprawczych podano metody naprawy stropu oraz podciągu powołując się na normę PN-EN 1504-9  wraz z zasadą 3 metodą 3.1 ,,Ręczne nakładanie zaprawy naprawczej’’ oraz zasadą 10 metodą 10.1 ,,Ochrona katodowa’’. Ochrona katodowa przy zastosowaniu protektorów cynkowych TopZinc polega na stworzeniu ogniwa galwanicznego składającego się ze stali zbrojeniowej i protektora cynkowego o potencjale korozyjnym bardziej ujemnym (około –700 mV) od potencjału stali zbrojeniowej (około –400 mV). W tak utworzonym ogniwie płynie prąd z protektora do metalu chronionego czyli stali zbrojeniowej. W związku z tym, że w wytworzonym ogniwie protektor staje się anodą, a stal zbrojeniowa katodą, to na anodzie dochodzi do reakcji utleniania, natomiast na stali zbrojeniowej dochodzi do reakcji redukcji i tym samym nie dochodzi do procesów korozyjnych.
Podczas wykonywanego remontu skuto i usunięto skażoną otulinę betonową od spodu stropu. Stal zbrojeniowa została oczyszczona mechanicznie. Następnie całą powierzchnię w miejscu napraw stropu od dołu zabezpieczono inhibitorem korozji TopGard Fe zgodnie z PN-EN 1504-9  i zasadą 11 metodą 11.3 ,,Stosowanie inhibitorów korozji na lub w betonie’’. Oczyszczone pręty zbrojeniowe zostały zabezpieczone poprzez montaż protektorów cynkowych TopZinc RS 70 o masie rdzenia 70 gram . Po wykonanych pomiarach ciągłości elektrycznej oraz rezystancji pomiędzy protektorami a chronionym zbrojeniem, wykonana została naprawa przy użyciu materiałów naprawczych PCC zgodnie z metodą 3.1 ,,Ręczne nakładanie zaprawy naprawczej’’ oraz naniesiono barwne powłoki antykorozyjne.

NAPRAWA KONSTRUKCJI ŻELEBTOWEJ SKAŻONEJ CHLORKAMI