Diagnostika staveb

Diagnostika staveb
ING. PAVEL MEC
VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ – TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA
FAKULTA STAVEBNÍ
KATEDRA STAVEBNÍCH HMOT A DIAGNOSTIKY STAVEB
Průzkumy území a staveb
Geotechnický průzkum
Stavebně historický průzkum
Stavebně technický průzkum
Průzkum před demolicí stavby
Geotechnický průzkum
Výběr a předběžné posouzení vhodnosti staveniště a
všech důsledků výstavby
Podklady pro návrh konstrukce a hodnocení
základových poměrů stavby (vlastnosti základových
půd včetně, hydrogeologický průzkum, podzemní
prostory, zlomy, pukliny, navážky)
Zdroj: Beneš, I.: Geotechnický průzkum pro zakládání staveb, Realizace staveb 1/2007
Stavebně historický průzkum
Zkoumá vznik, provedení a historické hodnoty jednotlivých částí
objektu.
● Výstupem jsou
základní informace o
architektonickém a
historickém vývoji
stavby, pasport
budovy s vyznačením
historických prvků.
Zdroj: SHP zámku v Bílovci
Stavebně technický průzkum
Cílem je shromažďování a hodnocení informací na
základě přezkoumání dokumentace, prohlídky a
zkoušek .
Toto hodnocení je prováděno za účelem ověření
spolehlivosti existujících konstrukcí z hlediska jejich
budoucího využití.
Zahrnuje:
Předběžný
průzkum
kontrolu rozměru,
orientační zkoušky a hodnocení,
vyhledání kritických míst,
osazení měřících základen,
stanovení dalšího postupu průzkumu v
alternativách,
plán průzkumu,
okamžitá opatření.
Aplikace tzv. vyhledávacích metod:
Vizuální prohlídky konstrukcí
Například sledování vlhkosti, koroze,
destrukce stavebních částí
Zahrnuje:
Podrobný
průzkum
ověření zatížení a prostředí,
zaměření průzkumu na kritická místa,
zjištění fyzikálně – mechanických
vlastností materiálu.
Využívají se především průkazní
metody:
Posouzení konstrukčních prvků z
hlediska únosnosti
Stanovení materiálových vlastností –
destruktivně nebo nedestruktivně
Doplňkový
průzkum
Slouží ke zpřesnění údajů:
použití dalších zkušebních metod,
zkoušky celé konstrukce,
nebo se zaměřuje na krátkodobé
sledování např.
sledování rozdílu vad a poruch v
zimním a letním období.
Závěr
průzkumu
Obsahuje celkové hodnocení
konstrukce.
Návrh opatření:
konstrukčních:
obnova:
oprava,
modernizace,
demolice.
provozních:
monitorování,
změna v užívání.
Prognóza životnosti
materiálu, dílců a nosných konstrukcí,
stavebního objektu.
Průzkum před odstraněním stavby
Konstrukční řešení objektu, tuhost spojení prvků
Hodnocení stavebních materiálů, dílců a konstrukcí z
hlediska dalšího využití
Výskyt nebezpečného odpadu ze zdravotních a
ekologických hledisek
Okolí stavby a jeho
ohrožení bouracími
pracemi (statické,
hygienické, ekologické)
Stavebně technický průzkum
VYUŽITÍ
DIAGNOSTICKÝCH
METOD
Diagnostické metody
Vizuální prohlídka
Volba diagnostických metod podle druhu zkoumané
konstrukce (historická x běžná).
Základní dělení:
Destruktivní (invazivní) metody– nevratně poškozují
konstrukce – odběr vzorků pro laboratorní zkoušky, vrty,
vpichy, vtisky apod.
Nedestruktivní (neinvazivní) metody
Měření na stavbě nebo v laboratoři
Studium dokumentace o stavbě
Zdroj: SHP zámku v Bílovci
Prohlídka konstrukcí
Vizuální prohlídka – smyslové diagnostické
metody
Přístrojové optické diagnostické metody
Vizuální prohlídka
Záznam projevů degradace – trhliny, projevy zvýšené
vlhkosti, napadení biologickými škůdci, uvolnění spojů
apod.
Poloha nálezů zaznamenána do výkresu sond
Stanovení rozměrů a roztečí prvků
Optické přístroje - endoskopy
Nepřístupná místa se kontrolují
také pomocí optických
přístrojů.
Typy optických přístrojů:
boroskop ;
fibroskop;
videoskop.
Druhy vad podle jejich vzniku – důl Stachanov
Výrobní vada
Štěrkové hnízdo
Trhlina vzniklá během
používání konstrukce
Trhliny
V místech, kde dochází k největšímu namáhání
konstrukce (je překročena mezní únosnost).
Při hodnocení trhlin musíme vycházet z jejich
charakteru
Nutno určit především důvod vzniku trhliny
Měříme velikost a zda je trhlina stále aktivní
Podle měření pak navrhujeme opatření
Staticky významná trhlina – důl Stachanov
Trhliny v překladech – zámek Bílovec
Trhliny v omítkách 1. PP – zámek Bílovec
Měření trhlin
Počáteční šířka se stanovuje optickými metodami
případně radiačními metodami.
Při měření deformací a aktivity trhlin je možné
pracovat s celou konstrukcí nebo měřit jen relativní
posuvy části konstrukce pomocí:
mechanických přístrojů;
elektrických přístrojů;
Videometod apod.
Zdroj: http://www.uni-max.cz
Vlhkost
Obsah vody v
materiálů
Obvykle negativně
působící
Snižuje pevnosti,
odolnost, má výrazný
vliv na napadení
hmyzem a houbami
Typickým projevem
jsou vlhkostní mapy.
Netěsnosti svislých svodů – zámek Bílovec
Vzlínání vody – zámek Bílovec
Zvýšená vlhkost v 1. PP – zámek Bílovec
Měření vlhkosti
Elektrická odporová
metoda - založeno na
rozdílné elektrické vodivosti
materiálu o různé vlhkosti.
V praxi se často používá
hrotový vlhkoměr.
Vážková metoda – přesné
výsledky
Degradace stavby
Degradační materiálů
Degradační dílců
Degradace konstrukcí
Degradace materiálů
Obecně je rychlost a intenzita degradačních procesů
dána strukturou materiálu (pórovitost, měrný povrch
atd.), která ovlivňuje transport chemických látek a
vlhkosti.
Degradace dělíme dle charakteru působení
jednotlivých činitelů na:
fyzikální;
chemickou;
biologickou.
Fyzikální degradace materiálu
Vojenská nemocnice
Olomouc
Kalová jímka
Koroze betonu – chemická
měkké vody, tzv. vody hladové způsobují –
vyluhování jeho rozpustných složek.
kyseliny, louhy a jejich soli reagují s cementovým
tmelem a vytváří chemické sloučeniny způsobující
destrukci
síranové a chloridové vody způsobují vznik a
rozpínavých sloučenin
Atmosférická koroze – karbonatace (působení CO2 a
sulfatace (působení SO2).
Karbonatace betonu
Hloubka karbonatace
Stanovení hloubky karbonatace
Následná koroze výztuže
u opěrné zdi
Karbonatace především způsobuje
korozi betonářské výztuže
Koroze kovů
Chemické látky – reakce –O2, vzdušný CO2, SO2
Elektrochemická koroze
Typy koroze:
Rovnoměrná
Nerovnoměrná
Měření korozních úbytků – vliv na únosnost
ocelové konstrukce
Biologická degradace
Biologičtí činitelé se obvykle nacházejí v místech
zvýšené vlhkosti a zvyšují účinek vlhkostní
degradace.
Při biologické degradaci se mohou organismy živit
organickým materiálem (dřevo).
Některé druhy mikroorganismů narušují povrch a
vytvářejí biologické povlaky (zvětšují množství vody
importované do materiálu).
Biologické napadení u dřeva
Dřevokazný hmyz
Tesařík krovový
Dřevokazné houby
Dřevomorka domácí
(Zdroj: http://www.sanace-dreva.cz)
Zdroj: http://www.coleman.cz
Biologická degradace
Betonu
Kamene
Stanovení pevnostních charakteristik
Pevnost konstrukcí závisí na pevnostech jednotlivých
materiálových složek a jejich vzájemném působení.
Degradované materiál vykazuje nižší pevnost, tuhost a
tvrdost.
Destruktivní stanovení pevností:
na celých prvcích nebo menších vzorcích (např. jádrových vývrtech);
dostatečně přesné výsledky;
nevýhodný fyzický zásah do konstrukce.
Nedestruktivní stanovení pevností – tvrdostí:
po odkrytí povrchových úprav;
metody vrypové, vtiskové, vnikací, odrazové, aj.;
větší počet výsledků, orientační, od výsledků destruktivních zkoušek
se mohou lišit.
Destruktivní metody stanovení pevnosti
Tvrdoměrné metody
Zdroj: http://www.geolab.sk,
http://www.strojirenstvi.wz.cz
Resistograph
Lokální stanovení degradace prvku
Princip spočívá ve stanovení vrtného odporu proti vnikání ocelové
jehly s průměrem špičky 3 mm do zkoušeného materiálu.
Tato hodnota je stanovena na základě záznamu energie potřebné pro
udržení konstantní vrtné rychlosti.
140
Odpor vrtání
[Nm.s.rad-1]
120
100
80
60
40
20
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Vzdálenost [cm]
Zdroj: http://www.imlusa.com
14
15
16
17
18
19 20
Děkuji za pozornost!