Köprü Yapılarında Beton Spalling'e Giriş

Beton, yapının estetik görünümü değil, aynı zamanda köprünün ilk kapasitesini ve hizmetini de azaltır.Solun çelik, hızlandırılmış, çipin veya kontraseptif başarısızlığının ortaya çıkmasına yol açabilir.Bu nedenle, köprünün ilk tespiti, köprünün temel nedenlerini ve hizmet hayatını azaltırken, bakım ekiplerinin temel onarımları önlemesi veya büyük onarımların önlenmesine yol açabilir.

Kuzey Amerika, Avrupa ve Asya'nın birçok parçası yaşlanma altyapısı, daha ağır trafik yüklerinden ve sert çevresel koşullardan artan baskıyla karşı karşıyadır. Spalling özellikle sık donmuş döngüleri olan bölgelerde, yüksek nem veya dumanlara maruz kalma, Amerikan Sivil Mühendisler Topluluğu'na göre (ASCE), ABD'deki köprülerin önemli bir yüzdesi tasarım hayatına yaklaşmaktadır veya proaktif olarak algılanma tekniklerinin daha önemli bir yüzdesidir.

Beton Spalling Nedir?

Beton ısıtılması beton yüzey tabakalarının kısaltılması veya soyulmasıdır, genellikle beton kütlesinin kaybı ile birlikte gerçekleşir. Betondaki iç stresler malzemenin çekme gücüne neden olur, yüzeye yayılan çatlaklara neden olur. Süreç genellikle bir mikrokrack, bir göz ardı edilebilir bölge veya gömülü bir nesne gibi - ve dışarıdaki ilerlemeler.

Spalling mekanizması betonun dayanıklılığına yakından bağlıdır. Beton, sıkıştırıcıda doğal olarak güçlü iken, gerilimde nispeten zayıftır. betonda üretilirken -örneğin, su tasarrufundan kaynaklanan betonun büyük kesimlerine kadar -kirli stresler inşa edilir ve sonunda yüzeyin rupture'a neden olabilir.

Spalling Process

Spalling bir gecede gerçekleşmez. Birkaç aşamadan itibaren ilerlemektedir, her biri farklı görsel ve akustik cuesler sunar.En erken aşamada, mikrokralar agresyon ve çimento salakları arasındaki arayüzde geliştirir, su ve agresif kimyasallar bu çatlakları aşarak, korozyonun gömülü çeliklere girmesi önemlidir.

Köprülerde Beton Spalling Ortak Sebepler

Spalling, birden çok kaynaktan ortaya çıkabilir, genellikle kombinasyon halinde hareket eder. kök nedeni doğru onarım ve önleme stratejileri seçmek için gereklidir. Aşağıda köprü yapılarında karşılaşılan en sık nedenler vardır.

Dondurma Çelikleri

Beton köprüleri güçlendiren çok ileri sürülen beton köprüleri, gömülü çelik çubukların hacminin korozyonunu azaltmaktadır.Bu genişleme betondan klorür veya deniz suyunun beton kapağına nüfuz etmesinden kaynaklanan stresler, normalde çelikleri veya lineer çatlakları koruyan pasif oksit tabakasını kırarlar.

Freeze-Thaw Bisiklet

Soğuk iklimlerde, beton gözeneklere giren su ve çatlakları dondurabilir ve genişletilebilir. Tekrarlanan donmuş döngüler çimento salaklarını ilerici bir şekilde kıran içsel stresler yaratır. Yüzey betonu ölçeklenebilir hale gelir ve sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık görülür.

Yağ-Aggregate Reaction

Betondaki bazı reaktif agresyon türleri alkali veya dış kaynaklardan tepki verebilir, bir örümcek ağı ve swells benzeyen bir jel oluşturur.Seks basıncı genellikle inşaattan sonra çatlakları kırıp, beton yüzeyinin büyük bölgelerinden rahatsız edebilir. alkali-silica reaksiyonu (ASR) en yaygın şekildedir ve bir örümcek ağı benzeyen bir çatlakların bir deseni ile tanınabilir.

Zavallı İnşaat Uygulamaları

Yeterli beton kaplama, karışımda aşırı su, yetersiz tedavi veya balkombing (siz konsolidasyon tarafından terk edilen) tüm düşük kaliteli malzemelerle inşa edilen zayıf bölgeler oluşturur. Düşük kaliteli kontrol olmadan inşa edilen köprüler hizmet hayatında erken ortaya çıkabilir.

Kimyasal Saldırı

Tehlikeli kimyasallara karşı çıkmak - toprak veya su veya asitler gibi - endüstriyel emisyonlardan kaynaklanan çimento salımı ve klorür olmadan hidroksitize ile reaksiyon verir.

Spalling'in Erken İşaretleri: Bakmak için Ne Bakmak

Spalling erken tespit dikkatli görsel gözlem ve temel alan testleri üzerine dayanır. Aşağıdaki işaretler, spalling'in başlangıç olduğu en güvenilir göstergelerdir. bakım ekiplerinin büyük beton alanlarının kaybedilmeden önce onarımları planlamalarına izin verir.

Saç Yüzeyleri

Henüz rustik olmayan küçük çatlaklar ilk görünür işareti olabilir. Genellikle barları yeniden canlandırmak veya rastgele bir modelde görünmeye paralel olarak çalıştırılırlar. Tüm çatlakları spalling'e yol açmazken, bunlar aktif olarak genişleyebilir veya uzun süre boyunca izlemeli.

Rust Stains ve Discoloration

Rust-colored çizgileri veya beton yüzeyindeki yamalar, korozyonun zaten altında olduğunu gösteriyor. lekeler, demir oksit leaching tarafından yeniden yüzeye veya çatlaklar yoluyla ulaşabilir ve yüzeye ulaşır. Discoloration ayrıca koyu görünebilir, su kapanmış olan bölgelerin. Herhangi bir yüzey kaplaması, özellikle de yakın eklemler veya kenarlar, daha yakın bir denetime sahiptir.

Efflores (Beyaz Depolar)

Beyaz, beton yüzeyindeki kabuklu yataklar, yapının içinden su hareketi işaretidir. Efflores, su buharı ile yüzeye taşınan ve depolandığında depolanan belirsiz tuzlardan oluşur.

Loose veya Flaking Yüzey Malzeme

Aktif spalling’in en erken aşamasında, küçük beton parçaları gevşek olabilir ve el ya da ışık dokunuşuyla kaldırılabilir. Yüzey yükseltilebilir veya kabarık görünebilir.

Askedildiğinde

En basit ve en etkili alan testlerinden biri, beton yüzeyi bir çekiç, tornavida ile vuruyor veya bir ses teli işaret ediyor, boş veya sıkıcı bir tonlama delaminasyon öneriyor - yüzey tabakası ve alt beton arasındaki ayrım. Delaminasyon genellikle aylar veya yıllar boyunca.

Exposed or Corroded Donment

Zaman takviye barları görünür, spalling gelişmiştir. ancak, erken maruz kalma kenarlar veya kapakların ince olduğu köşeler boyunca gerçekleşebilir. kahverengi veya siyah korozyon ürünü için bakın, flaking pas, veya çıplak metal. Exposed barlar hemen bölüm kaybını ve daha fazla hasarları önlemek için ele alınmalıdır.

Erken Tespit Teknikleri için Muayene Teknikleri

Rutin görsel denetimler gerekli olsa da, gelişmiş hasarsız test (NDT) yöntemleri, görünür hale gelmeden önce spalling algılama yeteneğini büyük ölçüde artırır. Birden fazla teknik, beton koşulun kapsamlı bir resmini sunar.

Görsel Muayene protokolleri

Sistemli bir görsel anket, köprünün tüm erişilebilir yüzeylerini kapsamalıdır, alanlara özel dikkat ile nem birikimine eğilimlidir: Trend eklemleri, drenaj makasları, koltuklar ve üst düzeylere göre güverteler.Inspectors iyi aydınlatmada çalışmalıdır ve yüksek alanlarda bin göz önünde bulundurmalıdır.Yer, boyut ve çizimlerle her türlü hata, trend analizi için kritiktir.

Hammer Sounding ve Chain Drag

Köprü güverteleri için, bir zincir sürüklenme yaygın bir tekniktir: Ağır bir zincir yüzeyde çekilir ve operatör sıkıcı veya boş sesler için standart prosedürler. dikey yüzeylerde, bir çekiç veya yetersizlik kullanılmış. Sounding henüz görünür olmayan delaminations tespit edebilir.

Yeraltı Penetating Radar (GPR)

GPR radar pul pulslarını görüntü alt yüzey özellikleriyle kullanır. Yeniden parmaklama barları, nem alanlarını tanımlamak ve boşlukları tespit etmek veya delaminasyonları tespit etmek için hızlı ve geniş alanları kapsar. Data yorumu yetenekli operatörleri gerektirir, ancak sonuçlar potansiyel spalling bölgeleri vurgulayan koşul haritaları oluşturmak için kullanılabilir.

Half-Cell Potansiyel Harita

Bu elektrokimyasal yöntem, bir referans elektrot ile çelik yeniden finanse etme potansiyelini ölçer. Yüksek korozyon aktivitesi ile ilgili alanlar daha olumsuz potansiyeller gösterir. Veriler, aktif korozyonun muhtemel olduğu bölgeleri ortaya koyar. Half-cell potansiyel anketler, Federal Otoyol Yönetimi tarafından belgelenen standart bir araçtır (FHWA).

Cover Materials Surveys

Güçlendirmenin beton kapağı, bir kapak sayacı (pachometre) ile basitdir. Low kapak derinliği, gelecekteki spalling'in güçlü bir öngörüsüdür, çünkü mesafe klorürleri çelike ulaşmak için seyahat etmelidir. Tasarım spesifikasyonu ile alanları belirlemek, hedef koruyucu eylemlerin uygulanması gibi, yüzey tedavilerinin uygulanması veya ek korozyon korumasının kurulması gibi.

Riskleri azaltmak için

Spalling tasarım ve inşaat aşamasında başlar ancak uygun bakımla köprü hizmeti yaşamı boyunca devam eder. Aşağıda, spalling olasılığını ve şiddetini azaltan kanıtlanmış stratejiler vardır.

Koruyucu Kaplamalar ve Müstücüler

Su geçirmez bir membran veya penetating sealer beton yüzeylere önemli ölçüde su ve klorür ingress. Bridge güverteleri genellikle sıvı-appli membranlar veya önceden bilgilendirilmiş çarşaflar ile korunmaktadır. Dikey yüzeyler, nüfuz eden ve çizgiye doğrultilen silane veya silolar yararlanabilir.Bu tedaviler UV maruziyeti ve trafik aşınması altında bozulan olarak yeniden uygulanmalıdır.

Korozyon Inhibitors

Çelik nitrit veya diğer korozyon-inhibit bileşikleri içeren karışımlar, iyi bir kapak ve düşük permeability için bir yedek için eklenebilir. Alternatif olarak, migrating korozyon inhibitörleri mevcut yapılara uygulanabilir, betonu takviye etmek için betonu takviye etmek için betonu yapılandırabilir.

Proper Drainage Design

Su klorürler ve donmuş hasar için ajandır. Köprü güverteleri, yaklaşım plakaları ve alt yapılar yeterli eğim ve işlevsel drenaj sistemleri su havuzunu engeller.Scuppers ve boşluklar drenajda bile küçük gelişmelerin dramatik bir şekilde azaltılması gerekir.

Paslanmaz Çelik Şam veya Şimşek Dondurucu Kullanımı

Yüksek riskli ortamlarda, korozyona dayanıklı güçlendirmenin belirtilmesi, klor kaynaklı spalling. Tracy-coated barlar, alüminyum çelik veya sağlam paslanmaz çelik takviye, köprü hizmeti ömrünü uzatan rekorları kanıtlamıştır. İlk maliyet daha yüksektir, ancak yaşam döngüsü kritik yapılar için yatırımın çoğu zaman haklı çıkar.

Düzenli Bakım ve İzleme Programları

Ajans standartları tarafından tanımlanan aralıklarla yapılan incelemeler - her iki yılda - yeniden yapılanmaların arka kemiğidir.Demirlerin ötesinde, ulusal Co Highwayoperatif Araştırma Programı ()NCHRP büyümeden önce küçük spallslar (Dönetici) 30-50'ye kadar denetim verileri takip eden ve uyarıları kötüleştiren büyük proaktif izleme sistemleri arasında uzun vadeli bakım maliyetlerini genişletebilir.

Spalled Beton için Onarım Stratejileri

Makulasyon tespit edildiğinde, uygun onarım yöntemi, betonun, temizlemenin veya yerinin kaldırılmasına bağlıdır.Muhtemesiz boşluklar, betonun kullanılması veya betonun değiştirilmesine engel olabilir.Kathodic koruma sistemleri klor-kontamin edilmiş betonun kaldırılmasına engel olabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Köprü yapılarında beton yayılımı, bu makalede açıklanan işaretler, erkinlik, boş sesler ve maruz kalma makineleri ile gelişmiştir, güvenli olmayan acil onarımları olmadan etkin bir şekilde yönetilebilir veya pahalı acil onarımlar talep edebilir.Bu makalede açıklanan işaretler -hairline çatlaklar, pas lekeleme, efflores, flaking yüzeyler, boş sesler ve maruz kalan çelik - yüksek oranda hasar gören önlemleri takip edebilir.

Düzenli denetimlere, koruyucu tedavilere ve proaktif bir bakım kültürü, gelişmiş spalling'e tepki vermekten çok daha maliyetlidir. Ülkenin köprü altyapısı yaşlara devam ettikçe, erken spalling işaretleri tanımlama ve ele alma yeteneği, halk güvenliğini sağlamak ve kritik ulaşım varlıklarını korumak için belirleyici bir faktör olacaktır.Burada belirtilen uygulamaları benimsemeye göre, mühendisler ve alan ekiplerin önümüzdeki on yıllar boyunca güvenilir bir şekilde hizmet eden köprüleri koruyabilmeleri ve korumaları için gereken köprüleri koruyabilmeleri.