Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Ochrona konstrukcji żelbetowych w obiektach rolniczych – wymagania norm i wytycznych ITB

Ochrona powierzchniowa betonu | Żelbetowe konstrukcje rolnicze | Oddziaływania środowiskowe
Ochrona konstrukcji żelbetowych w obiektach rolniczych – wymagania norm i wytycznych ITB </br> Protection of reinforced concrete structures in agricultural buildings in the view of the requirements of the ITB standards and guidelines
Ochrona konstrukcji żelbetowych w obiektach rolniczych – wymagania norm i wytycznych ITB
Protection of reinforced concrete structures in agricultural buildings in the view of the requirements of the ITB standards and guidelines

Żelbetowe obiekty rolnicze w trakcie eksploatacji narażone są na działanie środowisk zewnętrznych i wewnętrznych. Ze względu na specyficzne warunki użytkowania tych konstrukcji oraz stawiane im wymagania, już na etapie projektowania należy uwzględniać zasady i metody ochrony betonu i stali zbrojeniowej przed korozją i niszczącymi czynnikami atmosferycznymi.

Niszczenie konstrukcji żelbetowych następuje pod wpływem następujących procesów, działających pojedynczo lub łącznie:

  • fizycznych (np. zawilgacania, zamarzania/rozmarzania, odkształceń i przemieszczeń, krystalizacji soli w kapilarach i rysach betonu, erozji, uderzeń, ścierania, zarysowań, kawitacji),
  • chemicznych (np. korozji kwasowej, siarczanowej, węglanowej, magnezowej, amonowej, zasadowej, korozji stali zbrojeniowej).

Z zewnątrz konstrukcje z betonu narażone są na działanie czynników atmosferycznych i gruntów, środków odladzających i wody morskiej (w strefie nadbrzeżnej). Dotyczy to wszystkich obiektów żelbetowych [1].

Przeczytaj: Środowisko wewnętrzne a kształtowanie przegród budowlanych w budynkach chłodni i mroźni wykonanych z płyt warstwowych

Od wewnątrz natomiast działanie agresywnych środowisk chemicznych występuje jedynie w obiektach budownictwa przemysłowego, spożywczego lub pokrewnych, w których w trakcie eksploatacji używane i/lub wydzielane są substancje chemiczne (Czytaj więcej na ten temat).

Szczególną rolę w procesach niszczenia odgrywa woda. Mechanizm niszczenia betonu i zbrojenia z jej udziałem ma charakter fizyczny, chemiczny i elektrochemiczny.

ABSTRAKT

W artykule omówiono wymagania dotyczące trwałości i ochrony powierzchniowej żelbetu w obiektach rolniczych według norm europejskich i instrukcji ITB. Przedstawiono charakterystykę oddziaływań środowiskowych i analizy zagrożeń korozyjnych wybranych obiektów rolniczych. Omówiono sposoby zwiększania trwałości betonu w danej klasie ekspozycji środowiskowej oraz zasady i metody ochrony powierzchniowej betonu w wybranych obiektach rolniczych.

The article discusses the requirements for durability and RC surface protection in agricultural structures in accordance with the EU standards and the technical instructions published by the ­Building Research Institute. The measures to increase the durability of RC structures in various environmental exposures as well as the principles and methods of concrete surface protection applied to some agricultural structures are discussed.

Szkodliwe działanie polega nie tylko na wchodzeniu wody w bezpośrednie reakcje z materiałami konstrukcji żelbetowej, lecz także na aktywizowaniu substancji chemicznych obecnych w środowisku. Większość substancji chemicznych, z którymi obiekty żelbetowe mają kontakt, nie byłaby agresywna, gdyby nie obecność wody.

Szkodliwe działanie substancji chemicznych występujących w zewnętrznym środowisku obiektu żelbetowego jest dodatkowo intensyfikowane przez oddziaływanie czynników atmosferycznych. W obiektach budownictwa przemysłowego, spożywczego i pokrewnych występujące substancje chemiczne stanowią zwykle środowisko agresywne dla żelbetu.

Aby zapobiec przedwczesnemu niszczeniu konstrukcji żelbetowych użytkowanych w środowiskach agresywnych, stosuje się różne techniki. Powszechnie wykorzystywane są zabiegi zwiększające trwałość oraz odporność betonu, stanowiące tzw. ochronę powierzchniową.

Wymagania dotyczące trwałości i ochrony powierzchniowej betonu

Konstrukcja powinna być tak zaprojektowana i wykonana, aby w projektowym okresie użytkowania i przy uwzględnieniu przewidywanego poziomu utrzymania zmiany następujące w wyniku wpływów środowiska nie obniżyły jej właściwości użytkowych poniżej założonego poziomu [2].

Wymagania dotyczące trwałości zawarte są w aktualnie dostępnych normach i instrukcjach ITB: PN-EN 206-1:2003 [1], PN-EN 1990:2004 [2], PN-B-06265:2004 [3], PN-EN 1992-1-1:2008 [4] oraz w poradniku ITB nr 468/2011 [5].

Obejmują one właściwości mieszanki betonowej i stwardniałego betonu wobec oddziaływań środowiskowych sklasyfikowanych w klasach ekspozycji i są ściśle powiązane z klasyfikacją środowisk zewnętrznych działających na konstrukcję [1, 3, 6].

Zwiększenie trwałości betonu polega na odpowiednim doborze jego składników, kształtowaniu struktury, stosowaniu innych zabiegów przed stwardnieniem (np. zagęszczania, specjalnej ochrony zbrojenia).

Można wyróżnić zasadnicze właściwości, które (jeżeli spełniają stawiane im wymagania) pozwalają na zwiększenie trwałości w danej klasie ekspozycji, a mianowicie:

  • współczynnik w:c,
  • zawartość cementu,
  • klasa wytrzymałości,
  • grubość otuliny stali zbrojeniowej,
  • szerokość rys.

W odniesieniu do klas ekspozycji w warunkach zamrażania/roz­mrażania wymagane są odpowiednie kruszywa mrozoodporne oraz określona zawartość powietrza w mieszance betonowej, a odnośnie klas ekspozycji w warunkach agresji chemicznej – stosowanie cementu siarczanoodpornego (jeśli występuje agresja siarczanowa).

Zobacz też: Ocena skuteczności hydrofobizacji powierzchniowej betonu

tabeli 1 podano przykładowe zestawienie wymagań właściwości mieszanki betonowej i betonu w powiązaniu z klasami ekspozycji oddziaływania środowisk na beton, w których najczęściej użytkowane są obiekty rolnicze.

Tabela 1. Przykładowe zestawienie wymagań dotyczących składu i właściwości betonu zalecanych przy zwiększaniu trwałości betonu (zestawienie opracowano na podstawie tablicy F1 normy PN-EN 206-1:2003 [1])

Wymagania dotyczące ochrony stali zbrojeniowej przed korozją obejmują: grubość otulenia betonem [4], zabezpieczenia powłokowe prętów zbrojeniowych i ochronę katodową [7]. Podstawowym wymaganiem jest minimalna grubość otuliny betonowej stali zbrojeniowej ze względu na ochronę stali przed korozją w powiązaniu z klasami ekspozycji środowisk.

Tabela 2. Minimalne grubości otuliny betonowej [mm] wymagane ze względu na trwałość stali zbrojeniowej (zestawienie opracowano na podstawie tablicy 4.4N normy PN-EN 1992-1-1:2008 [4])

tabeli 2 zestawiono przykładowe wymagania w tym zakresie w odniesieniu do klas ekspozycji środowiskowych, w których najczęściej użytkowane są obiekty rolnicze.

Ochrona powierzchniowa polega na zwiększeniu odporności konstrukcji na działanie środowisk agresywnych przez ograniczenie lub odcięcie dostępu środowiska agresywnego do powierzchni betonu.

Uzyskuje się ją w wyniku powlekania powierzchni stwardniałego betonu wyrobami, które w efekcie przebiegu reakcji fizykochemicznych tworzą w przypowierzchniowej warstewce lub na powierzchni betonu barierę zabezpieczającą.

Wymagania dotyczące ochrony powierzchniowej betonu zawarte są w normach i instrukcjach ITB [7, 9, 10, 11] i odnoszą się do istotnych właściwości użytkowych zabezpieczeń powierzchniowych betonu, decydujących o skuteczności ochrony.

Ochronę powierzchniową dobiera się w zależności od mechanizmu niszczenia betonu i zbrojenia. Zasady ochrony oparte są na chemicznych lub fizycznych prawach, pozwalających na zabezpieczenie przed niszczącymi procesami chemicznymi i fizycznymi przebiegającymi w betonie, procesami elektrochemicznymi zachodzącymi na powierzchni stali zbrojeniowej; ochrona może mieć na celu stabilizację tych procesów.

Tabela 3. Zestawienie zasad i metod ochrony oraz podstawowych właściwości użytkowych wyrobów wymaganych dla danej zasady i metody (zestawienie opracowano na podstawie tablicy 5 Instrukcji ITB nr 453/2009 [10])

Każdą zasadę ochrony można realizować kilkoma metodami [6, 8]. Do danej zasady i metody ochrony mogą być stosowane różne rodzaje wyrobów (tabela 3), jednak powinny one wykazywać odpowiednie właściwości użytkowe, umożliwiające realizację danej zasady i metody, oraz spełniać stawiane im wymagania w zakresie cech identyfikacyjnych.

Spełnianie wymagań powinno być potwierdzone deklaracją zgodności z normą lub aprobatą techniczną.

Żelbetowe konstrukcje rolnicze

Spośród żelbetowych budowli rolniczych szczególnie narażone na oddziaływania środowiskowe są:

  • zbiorniki na płynne odchody zwierzęce,
  • płyty do składowania obornika,
  • silosy na kiszonkę,
  • silosy na paszę i zboże,
  • komory fermentacyjne,
  • zbiorniki biogazu [12–16].

Warto zobaczyć: Odporność ogniowa ścian i dachów z płyt warstwowych – badania i klasyfikacja

Płyty obornikowe i zbiorniki na płynne odchody zwierzęce

Konstrukcje te należą do typowego wyposażenia gospodarstw rolniczych. Płyty obornikowe usytuowane na gruncie i pozostające w kontakcie z atmosferą służą do składowania obornika, który podlega reakcjom chemicznym prowadzącym do wytworzenia gnojówki i gnojowicy. Taki naturalny nawóz odprowadzany jest kanalizacją do zamkniętych zbiorników.

 

 

Silosy na kiszonkę

W większości są to konstrukcje wieżowe z żelbetu, o średnicy 3–10 m i wysokości 16–20 m. Stosowane są też silosy przejazdowe z betonu lub prefabrykowane, o szer. do 5 m.

 

W zbiornikach tych magazynowana jest pasza soczysta: kukurydza, słonecznik, liście buraczane, rzepa, brukiew, kapusta pastewna i inne podobne rośliny. Pasza poddawana jest kiszeniu kwasem mlekowym, w wyniku czego otrzymuje się kiszonkę dla zwierząt domowych. W trakcie kiszenia paszy soczystej wydzielają się soki kiszonkowe odprowadzane do studzienek zbiorczych.

 

Silosy na zboże i pasze

Służą do magazynowania suchego pokarmu dla zwierząt (ziaren zbóż i suchych pasz, np. siana). Wykonywane są głównie z płaskiej blachy ocynkowanej, ale również z żelbetu. Warunki użytkowania wewnątrz są specyficzne – wymagana jest niska, kontrolowana wilgotność.

Komory fermentacyjne na biogaz

Są to konstrukcje w kształcie walca o stosunku średnicy do wysokości 1:1 (mogą być także bardziej płaskie, o wysokości dwukrotnie mniejszej niż średnica). Komory są zhermetyzowane, izolowane cieplnie, wyposażone w system grzewczy i mieszadła pionowe lub poziome.

Do komór fermentacyjnych wprowadzana jest biomasa: gnojowica, gnojówka, obornik, odpady zielone (np. kukurydza), liście rzepaku itp. W wyniku fermentacji powstają gazy fermentacyjne nazywane biogazem lub agrogazem oraz masa przefermentowana zalegająca w dolnej części.

Zbiorniki biogazu

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej z dnia 7 października 1997 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle rolnicze i ich usytuowanie [17], zbiorniki biogazu powinny być konstrukcjami niskociśnieniowymi, metalowymi, żelbetowymi lub z tworzyw elastycznych.

Zbiorniki metalowe i z tworzyw sztucznych montowane są do betonowych platform. Stosowane są również zbiorniki biogazu w postaci kopuł szczelnie zamontowanych do górnych krawędzi komór fermentacyjnych, w których gaz zbiera się bezpośrednio nad komorą fermentacyjną. Kopuły te wykonywane są z laminatów z tkanin polimerowych pokrytych tworzywami: PVC lub PU.

Oddziaływania środowiskowe i analiza zagrożeń korozyjnych

Tabela 4. Oddziaływania środowiskowe na żelbetowe obiekty rolnicze

tabeli 4 zestawiono oddziaływania środowiskowe na żelbetowe obiekty rolnicze.

W ocenie zagrożenia korozyjnego należy rozpatrywać całość oddziaływań środowiskowych (np. czy działa środowisko tylko zewnętrzne, tylko wewnętrzne, czy oba). Często konstrukcja podlega jednocześnie kilku oddziaływaniom, wówczas każde powinno zostać sklasyfikowane.

Do ustalania klas ekspozycji niezbędne są dane o parametrach powietrza, analizy chemiczne wód gruntowych i gruntów, wybranych substancji chemicznych obornika, gnojówki/gnojowicy, biomasy oraz dane meteorologiczne.

Płyty obornikowe

Na płyty obornikowe oddziałują jednocześnie czynniki atmosferyczne i środowisko agresywne chemicznie (obornik, gnojówka/gnojowica). Spośród oddziaływań środowiska zewnętrznego rozpatruje się agresywne oddziaływanie mrozu (zamrażanie/rozmrażanie) bez środków odladzających i agresywność wód gruntowych (jeżeli występuje), a także ewentualną korozję stali zbrojeniowej spowodowaną chlorkami zawartymi w wodzie gruntowej.

Powierzchnie wewnętrzne płyt obornikowych narażone są na stałe działanie fermentującego obornika stanowiącego mieszaninę różnych związków chemicznych o odczynie od słabo zasadowego do słabo kwaśnego (pH od 8 do 5,5).

Należy liczyć się z korozją amonową i okresowo występującą korozją kwasową betonu oraz ewentualną korozją stali zbrojeniowej spowodowaną chlorkami niepochodzącymi z wody morskiej.

Agresywne oddziaływania mrozu i substancji chemicznych na beton płyt obornikowych nawzajem się intensyfikują i powodują przyspieszenie procesów niszczących. Z tego względu oddziaływania środowiskowe chemiczne należy zakwalifikować do następnej, wyższej klasy ekspozycji od otrzymanych z analizy poszczególnych oddziaływań.

 

 

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 1/2014

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Budujesz lub remontujesz? Sprawdź ceny materiałów!


Niezależnie od tego, jak duże przedsięwzięcie przed Tobą, warto być zaopatrywał się w miejscu z gwarancją zapasu, ceny i dostępności... ZOBACZ »


Wybierz najlepszy materiał do ocieplenia budynku »

Izolacja kominku? Sprawdź, czego użyć »

W obszarze izolacji termicznej, akustycznej i przeciwogniowej, poddaszy oraz ścian działowych o konstrukcji... czytaj dalej » Dowiedz się więcej o izolacjach technicznych czytaj dalej »

Najtańszy sposób na wykonanie stropu? Sprawdź »


Oprócz znacznych oszczędności finansowych wynikających między innymi z braku dodatkowych ociepleń, możliwości prowadzenia w stropie... ZOBACZ »


Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »

Jak usunąć wilgoć ze ścian?

W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i eketrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest...
czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury. czytaj dalej »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?


Wybierz posadzkę, która będzie funkcjonalna i łatwa w czyszczeniu.... ZOBACZ »


Gdy ważna jest termoizolacyjność i estetyka...

Prace uszczelniające - postaw na niezawodne rozwiązania »

Ukryte mocowanie oznacza, że łączniki płyt są niewidoczne, co poprawia...
czytaj dalej »

Obecna praktyka projektowania i wykonywania budowli ziemnych i podłoży nawierzchni drogowych mnoży przypadki zastosowania... czytaj dalej »

Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Ilość energii jaką jest w stanie „wyprodukować” dany system fotowoltaiczny, zależy w głównej mierze od...  czytaj dalej »


Dowiedz się więcej o hydroizolacji dachów »

Innowacyjny system kompozytowych wzmocnień konstrukcji »

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » W przypadku gdy temperatura przekroczy temperaturą zeszklenia, wówczas żywica nie jest... czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji kanałów wentylacyjnych?


Systemy ochrony energii w budownictwie i w instalacjach technicznych, spełniają najbardziej restrykcyjne normy europejskie definiując... ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Szukasz wpustu balkonowego dobrej jakości?

wpusty balkonowe suez
Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Wpust balkonowy prosty, wpust balkonowy skośny, ogrzewany lub nieogrzewany? Co wybrać? czytaj dalej »

Czego jeszcze nie wiesz o izolacji natryskowej?


Poliole to grupa wyrobów przeznaczonych do wytwarzania szerokiej gamy poliuretanów, które... ZOBACZ »


dr inż. Teresa Możaryn
dr inż. Teresa Możaryn
Jest absolwentką Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej. Kieruje Pracownią Trwałości i Zabezpieczeń Przeciwkorozyjnych Obiektów Budowlanych w Instytucie Techniki Budowlanej. Jest autorką ref... więcej »
dr inż. Anna Sokalska
dr inż. Anna Sokalska
Jest absolwentką Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej. Pracuje w Instytucie Techniki Budowlanej. Głównym kierunkiem jej prac w ITB jest ochrona przeciwkorozyjna obiektów betonowych i żelbeto... więcej »
dr inż. Michał Wójtowicz
dr inż. Michał Wójtowicz
Michał Wójtowicz jest zastępcą dyrektora ds. badań i rozwoju w Instytucie Techniki Budowlanej. Jest autorem oraz współautorem publikacji na temat trwałości i zabezpieczeń przeciwkorozyjnych w budo... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Synthos S.A. Synthos S.A.
Grupa Kapitałowa Synthos S.A. jest jednym z największych producentów surowców chemicznych w Polsce. Spółka jest pierwszym w Europie...
11/12/2019

Aktualny numer:

Izolacje 11/12/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Modernizacja poddaszy użytkowych
  • - Okładziny podłogowe
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.