Napísal: Jana Briatková Olšová
Uverejnené: 29. marec 2021
Diagnostike (ako takej) sme sa už venovali v predchádzajúcom článku. V tomto krátkom článku sa budeme zaoberať základom tej úplne najčastejšej diagnostiky železobetónových konštrukcií. Za posledných päť rokov sme diagnostiku robili prakticky vždy preto, aby statik spresnil vstupné informácie pre statický výpočet. Netvrdíme, že to je jediné využitie. Ani zďaleka. Je však prakticky najžiadanejšie. Tomu sa prispôsobujeme aj pri určovaní rozsahu a voľbe metód.
Najčastejšie je úlohou diagnostiky určiť materiálové charakteristiky, spôsob vystuženia a geometriu prvkov. Myslíme tým mechanické vlastnosti betónu – pevnosť v tlaku, sporadicky aj modul pružnosti. Spôsobom vystuženia máme na mysli polohu, priemer a hrúbku krycej vrstvy hlavnej výstuže a polohu a priemer šmykovej výstuže. Osvedčilo sa nám vykonanie aj niekoľkých drobných sond pre spresnenie typu výstuže. Geometriou prvkov sa myslí úplne elementárne určenie rozmerov konštrukcií (a to so zohľadnením hrúbky omietky – ak sa vyskytuje) a vzdialenosť jednotlivých prvkov.

Geometria stropnej konštrukcie
Výnimočne robíme aj kontrolu hĺbky karbonatizácie a stupeň korózneho napadnutia výstuže, resp. úbytok prierezovej plochy výstuže.
- Korózia výstuže
- Karbonatizácia betónu in situ
- Hĺbka karbonatizácie závrtmi
- Karbonatizácia betónu v laboratóriu
Nebudeme sa tu venovať obchodným záležitostiam a komunikácii so zákazníkom, spracovávaniu cenovej ponuky a pod. Skúsenosti za ostatný COVID-ový rok by vystačili na samostatný článok už len z toho dôvodu, že sme pripravovali diagnostiky viacerých nemocníc. Viete si predstaviť neustále zmeny v dostupnosti priestorov pre diagnostiku, koordináciu kapacít vo vzťahu k zazmluvneným zákazkám a obmedzeniu mobility atď., atď….
Poďme riešiť čo sa deje sa deje v ideálnom prípade od momentu keď sa dôjde k dohode o rozsahu, obsahu a dátume diagnostiky medzi statikom, objednávateľom (zvyčajne stavebník / investor) a nami.
Aj v prípade ak máme k dispozícii ideálne podklady, t.j. pôdorysy a rezy s vyznačenými záujmovými konštrukciami, osvedčilo sa nám vykonať prvotnú obhliadku ešte pred nástupom na samotnú diagnostiku. Tá, takmer vždy, predstavuje zásah do prevádzky. Preto sa snežíme minimalizovať jej trvanie. Obdobne sa chirurgovia a lekári pripravujú na operácie. Pre pacienta tiež nie je žiadúce ostávať zbytočne dlho v narkóze. Počas tejto obhliadky sa vizuálne skontroluje dostupnosť konštrukcií, súlad výkresov s realitou, miesta sa presnejšie lokalizujú a vyznačia sa viditeľne na konštrukciách. S personálom sa prediskutujú okolnosti diagnostiky, pripravenosť priestorov, dostupnosť konštrukcií pomocou zdvíhacích plošín, pojazdných lešení alebo skrátka podmienky BOZP, deštruktívne zásahy a spôsob a rozsah čistenia… Predíde sa tým množstvu nedorozumení. V ideálnom prípade sa určí sa aj kontaktná osoba za stavebníka, presný čas a miesto stretnutia, parkovanie vozidiel s technikou a presun techniky na miesta diagnostiky.
Potom ostáva už len čakať či nezasiahne vyššia moc. Ak však všetko ide podľa plánu, v deň „D“ sa stretávame priamo na mieste. Nám sa osvedčilo, že klienti vítajú možnosť realizovať diagnostiku počas víkendov. Obvykle im to spôsobuje menšie obmedzenia ako počas pracovného týždňa.
Stretávame sa ráno na určenom mieste. Presúvame vybavenie na jednotlivé miesta a rozdeľujeme si úlohy. Ako prvé sa rozdelia zápisníky a označenia jednotlivých miest. „Nahrubo“ sa vyhľadá výstuž a určia sa miesta vývrtov tak, aby sa minimalizovala pravdepodobnosť výskytu výstuže vo vývrte.

Profometre na vzhľadávanie výstuže
Z toho dôvodu pracujeme s 2-3 sadami profometrov (detektorov výstuže). Potom sa začína asi najzdĺhavejší proces prípravy (kotvenia) a samotného jadrového vŕtania. Zvyšní technici čas využívajú na detekciu výstuže v miestach, kde sa práve nevŕta. Po detekovaní výstuže a jej vyznačení na povrchu konštrukcie sa pristupuje k malým deštruktívnym zásahom (tzv. obnaženie výstuže), kedy sa kontroluje typ použitej výstuže, spresňuje sa jej priemer a odhaduje sa stupeň korózneho napadnutia.
- Lokalizované vystuženie ŽB stropu
- Sonda pre spresnenie priemeru a hĺbky detekovanej výstuže
- Sonda pre spresnenie vystuženia prievlaku v strede rozpätia
- Sonda pre NDT určenie pevnosti betónu tvrdomerom
Súbežne s tým prebieha aj lokálne odstraňovanie omietky na konštrukciách, z ktorých sa neodoberajú vývrty. Na týchto miestach sa kontroluje pevnosť (prípadne aj modul pružnosti) nedeštruktívne. Tieto výsledky sa však kalibrujú aplikovaním rovnakého postupu aj v miestach jadrových vývrtov. Ďalší postup je pomerne jednoduchý. Pozície tímov sa vystriedajú. Nesmieme zabúdať na dokumentovanie výsledkov nedeštruktívnych skúšok, fotodokumentáciu a meranie rozmerov / geometrie konštrukcií.
Ojedinele sa kontroluje aj hĺbka karbonatizácie betónu. Ak je to potrebné, tak zvyčajne v priestoroch so zvýšenou vlhkosťou vzduchu. Postupnými závrtmi alebo v miestach lokálnych odpílení častí konštrukcie a aplikujú pH indikátory. Tie oblasti, kde pH klesá pod 9-10 sa hodnotia ako skarbonatizované. Ak sa obnažením výstuže zistí vysoký stupeň korózneho napadnutia, odreže sa aj časť výstuže, ktorá sa následne skúša na reziduálny priemer neskorodovanej časti a pevnosť v ťahu výstuže.

Korózia výstuže
Ako sme sa snažili naznačiť. Nie je to „jadrová fyzika“. Dôležitá je skúsenosť, koordinácia a vybavenie. Tu sa dostávame k významu skúseností. Priznávame, aj my sme ich zbierali a stále zbierame. Stalo sa, že sme sa museli na stavbu vrátiť lebo neboli zabezpečené možnosti pre prácu. Preto je vhodné si dať nafotiť miesto (ak je stavba niekde ďalej) a to, ako sa dá dostať ku konštrukciám. Tiež sme sa stretli s potrebou dodatočnej sondy lebo pôvodné zadanie a technické obmedzenia elektromagnetickej detekcie neposkytli spoľahlivý výstup pre statické posúdenie.
Po pomerne rýchlej diagnostike „in situ“ nasledujú laboratórne skúšky. Ak sa nevenuje pozornosť iným vlastnostiam betónu, tak výsledky môžu byť k dispozícii v priebehu 1 pracovného dňa. Následne je potrebné výsledky analyzovať a vyvodiť závery, s ktorými bude statik ďalej pracovať.
- Jadrové vŕtanie do steny
- Jadrový vývrt vrstvami stropu
- Jadrový vývrt z prievlaku (s obsahom dreva)
- Štruktúra betónu pod mikroskopom
Podstatne časovo náročnejšia je diagnostika ŽB konštrukcií vystavených požiaru. Vtedy je potrebné jednak zväčšiť množstvo vývrtov/vzorkovania, ale hlavne rôznymi skúšobnými metódami a segmentovaním určiť hĺbku poškodenia ŽB konštrukcií požiarom. Upozorňujeme, že táto hĺbka sa posudzuje samostatne pre jednotlivé typy prvkov a navyše aj pre rôzne vzdialenosti od miesta požiaru, zdroja horenia.
Literatúra:
[1] Olšová, J., Briatka, P.: Ako diagnostikovať (železo)betónové konštrukcie?, Stavebné materiály, Roč. XXIII, č. 6, Jaga group, Bratislava, 2017.
[2] Ďubek, M., Briatka, P.: Diagnostika betónových konstrukcí v běžné praxi, Realizace staveb, Roč. XIII, č. 2, Jaga media, Praha, 2018.
[3] STN ISO 13822: 2012 Zásady navrhovania konštrukcií. Hodnotenie existujúcich konštrukcií
[4] STN 73 0038: 1986 Navrhovanie a posudzovanie stavebných konštrukcií pri prestavbách.
[5] STN 73 1371: 1981 Ultrazvuková impulzová metóda skúšania betónu.
[6] STN 73 1373: 1981 Tvrdomerné metódy skúšania betónu.
[7] STN 73 2011: 1986 Nedeštruktívne skúšanie betónových konštrukcií.
[8] STN EN 13791: 2007 Stanovenie pevnosti v tlaku v konštrukciách a v prefabrikovaných betónových dielcoch na stavbe.
[9] Bilčík J., Cesnak J.: Poruchy a rekonštrukcie nosných sústav. Životnosť, poruchy a rekonštrukcie nosných betónových a murovaných konštrukcií, STU, Bratislava, 1998.
[10] Pavlík A., Doležel J.: Nedeštruktívne vyšetrovanie betónových konštrukcií, SNTL Praha, Praha, 1977.
[11] Křístek R.: Matematické modely karbonatácie betónu a vápennej malty, VUT v Brně, Fakulta stavební, Ústav chemie, Brno, 2003.
[12] Janotka I., Krajči Ľ.: Stanovenie stupňa karbonatácie betónu, Ústav stavebníctva a architektúry SAV, Bratislava, 2001.
[13] Jílek M.: Statistické toleranční meze, SNTL – Nakladatelství technické literatury, Praha, 1988.