Betonimateriaaliongelmat | Valtion Patoturvallisuusyhdistys

Contents

rakennusvirheet

hajoamis-ja skaalaus

halkeamat

rapautuminen

eroosio

Spalling ja Popouts

tarkastus ja valvonta

resurssit

Tallenna tämä sivu painettavaksi padon omistajan Tiedotteeksi

Betonin silmämääräinen tarkastus mahdollistaa huonokuntoisten tai huonokuntoisten alueiden havaitsemisen. Betonin ongelmia ovat rakennusvirheet, hajoaminen, hilseily, halkeilu, rapautuminen, eroosio, spallaatio ja poksahdukset.

rakennusvirheet

rakentamisen aikana tehdyt virheet voivat sisältää epäasianmukaisen vesimäärän lisäämisen betoniseokseen, puutteellisen tiivistymisen ja epäasianmukaisen kovettumisen, joka voi aiheuttaa betonin kärsimystä ja huononemista. Oikea sekoitussuunnittelu, betonin sijoittelu ja kovettuminen sekä kokenut urakoitsija ovat välttämättömiä rakennusvirheiden estämiseksi. Rakennusvirheet voivat johtaa joihinkin myöhemmin tässä tiedotteessa käsiteltyihin ongelmiin, kuten skaalaukseen ja halkeiluun. Hunajakennot ja vikareiät voidaan havaita rakentamisen jälkeen.

hunajakenno voidaan tunnistaa paljastuneesta karkeasta kiviaineksesta pinnalla ilman laastia, joka peittää tai ympäröi kiviainesta. Hunajakenno voi ulottua syvälle betoniin. Hunajakenno voi johtua huonosti lajitellusta betoniseoksesta, liian suuresta karkeasta kiviaineksesta tai riittämättömästä tärinästä sijoitushetkellä. Hunajakenno heikentää betonia entisestään jäätymis-sulamisjaksojen vuoksi, koska kosteus pääsee helposti kennostoihin. Vakava hunajakenno on korjattava, jotta betonipinta ei heikkene entisestään.

Bugholes on termi, jota käytetään kuvaamaan pieniä reikiä (halkaisijaltaan alle 0,25 tuumaa), jotka ovat havaittavissa betonin pinnalla. Vianreiät johtuvat yleensä liian paljon hiekkaa sekoitus, joka on liian laiha tai liiallinen Amplitudi tärinää sijoituksen aikana. Vikakuopat voivat aiheuttaa betoniin kestävyysongelmia, ja niitä on syytä tarkkailla.

hajoamista ja skaalautumista

hajoamista voidaan kuvata betonin hajoamisena pieniksi sirpaleiksi ja yksittäisiksi kiviaineksiksi. Skaalaus on miedompi hajoamistapa, jossa pintalaasti hiutaloituu pois. Suuret murenevan (mätä) betonin alueet, huononemisalueet, jotka ovat yli 3-4 tuumaa syviä (riippuen seinän/laatan paksuudesta), ja paljaat raudoitukset osoittavat betonin vakavaa huononemista. Jos sitä ei korjata, tämän tyyppinen betonin heikkeneminen voi johtaa betonirakenteen rakenteelliseen epävakauteen. Rekisteröidyn ammattimaisen insinöörin on laadittava suunnitelmat ja eritelmät vakavan betonin heikkenemisen korjaamiseksi. Lisätietoja on “Betonikorjaustekniikat” – tiedotteessa.

hajoaminen voi johtua monista syistä, kuten jäätymisestä ja sulamisesta, kemiallisesta hyökkäyksestä ja huonoista rakennustavoista. Kaikki paljasbetoni joutuu jäätymis-sulamiskiertoon, mutta betonin säänkestävyys määräytyy yleensä betoniseoksen ja betonin iän perusteella. Betoni, jossa on sopiva määrä ilmaa, vettä ja sementtiä, ja sopivan kokoinen kiviaines, on paljon kestävämpää. Lisäksi Oikea salaojitus on välttämätöntä jäätymisvahinkojen ehkäisemiseksi. Kun kriittisesti kyllästetty betoni (kun 90% betonin huokostilasta täyttyy vedellä) altistuu jäätymiselle, betonin huokostilojen vesi jäätyy ja laajenee vahingoittaen betonia. Toistuvat jäätymis-ja sulamisjaksot johtavat pinnan skaalautumiseen ja voivat johtaa betonin hajoamiseen. Hydrauliset rakenteet ovat erityisen alttiita jäätymisvaurioille, koska ne ovat todennäköisemmin kriittisesti kyllästettyjä. Myös vanhemmat rakenteet ovat alttiimpia jäätymisvaurioille, koska betoniin ei ollut jäänyt ilmaa. Lisäksi ympäröivän maaperän ja veden happamat aineet voivat aiheuttaa betonipinnan hajoamista hapon ja hydratoituneen sementin välisessä reaktiossa.

halkeamat

Betonin halkeamat voivat olla rakenteellisia tai pintahalkeamia. Pintahalkeamat ovat yleensä alle muutaman millimetrin leveitä ja syviä. Näitä kutsutaan usein hiushalkeamiksi ja ne voivat koostua yksittäisistä, ohuista halkeamista tai halkeamista villitys-/karttamaisessa kuviossa. Pieni määrä pinta-tai kutistumahalkeamia on yleinen eikä yleensä aiheuta ongelmia. Pintahalkeamia voivat aiheuttaa jäätymis-sulamisjaksot, huonot rakennuskäytännöt ja alkali-aggregaattien reaktiivisuus. Alkali-aggregaatin reaktiivisuus syntyy, kun aggregaatti reagoi sementin kanssa aiheuttaen crazing tai kartta halkeamia. Uuden betonin sijoittaminen vanhan päälle voi myös aiheuttaa pintahalkeamia. Tämä johtuu siitä, että uusi betoni kutistuu kovettuessaan. Vuototien pintahalkeamia on tarkkailtava ja ne on korjattava, jos ne pahenevat entisestään. Betonin rakenteelliset halkeamat ovat yleensä leveydeltään yli 0,25 tuumaa suurempia. Ne ulottuvat syvemmälle betoniin ja voivat ulottua koko matkan seinän, laatan tai muun rakennekappaleen läpi. Rakenteelliset halkeamat johtuvat usein betonirakennetta tukevan täytemateriaalin asettumisesta tai täyttötuen katoamisesta eroosion vuoksi. Rakenteelliset halkeamat voivat pahentua vakavuuden vuoksi voimia sään. Patoturvallisuudesta perillä olevan rekisteröidyn ammattainsinöörin tulee selvittää rakenteellisten halkeamien syy ja laatia suunnitelmat ja eritelmät mahdollisten rakenteellisten halkeamien korjaamiseksi.

rapautuminen

valkoista kiteistä ainetta, joka tunnetaan rapautumisena, saattaa joskus esiintyä betonipinnoilla, erityisesti vuotoväylien seinissä. Se havaitaan yleensä lähellä hiusrajaa tai ohuita halkeamia. Rapautuminen syntyy veden tihkuessa huokosista tai betonin ohuista halkeamista. Kun vesi haihtuu, se jättää jälkeensä joitakin mineraaleja, joita on huuhtoutunut maaperästä, täytteestä tai betonista. Kukinta ei yleensä ole rakenteellinen ongelma. Kuihtumista on seurattava, koska se voi kertoa betonin ohuiden halkeamien läpi kulkeutuvan vuotoveden määrästä ja se voi olla merkki alueista, joilla voi kehittyä ongelmia (esim.puutteellinen salaojitus seinän takana tai betonin huononeminen). Myös seinän ohuiden halkeamien läpi tihkuva vesi tekee betonista herkemmän huononemiselle veden jäätymisen ja sulamisen vuoksi.

eroosio

hankauksesta johtuva eroosio johtaa kuluneeseen betonipintaan. Se johtuu kiviaineksen tai muiden roskien hankauksesta ja hionnasta vuotokanavan tai stilling-altaan betonipinnalla. Vähäinen eroosio ei ole ongelma, mutta voimakas eroosio voi vaarantaa betonin rakenteellisen eheyden. Rekisteröity ammatillinen insinööri olisi laadittava suunnitelmat ja tekniset korjaus tämäntyyppisen eroosion, jos se on vakava.

kavitaatiosta johtuva eroosio johtaa karkeaan, kuoppaiseen betonipintaan. Kavitaatio on prosessi, jossa syntyy alailmakehän painetta, turbulenttista virtausta ja törmäysenergiaa, jotka vahingoittavat betonia. Jos ogee-vuototien yläkäyrän muotoa ei ole suunniteltu lähelle sen ihanteellista muotoa, voi kavitaatio esiintyä aivan yläkäyrän alapuolella aiheuttaen eroosiota. Ammattimaisen insinöörin olisi laadittava suunnitelmat ja eritelmät korjaus tämäntyyppisen eroosion, jos betoni tulee vakavasti kuoppainen, joka voi johtaa rakenteellisia vaurioita tai vika.

Spalling ja Popouts

Spalling on suurempien betonin kappaleiden tai hiutaleiden häviämistä. Se johtuu tyypillisesti betoniin pudonneen esineen äkillisestä törmäyksestä tai betonin rasituksesta, joka ylitti suunnitelman. Spalling voi esiintyä pienemmässä mittakaavassa, luo popouts. Popouts muodostuu veden tyydyttyneitä karkea aggregaatti hiukkasia lähellä pintaa jäätyy, laajenee, ja työntää pois päältä aggregaatin ja ympäröivän laastin luoda matala kartiomainen painauma. Popoutit eivät yleensä ole rakenteellinen ongelma. Jos spall on kuitenkin suuri ja aiheuttaa rakenteellisia vaurioita, rekisteröidyn ammattainsinöörin on laadittava suunnitelmat ja tekniset tiedot spallingin korjaamiseksi.

tarkastus ja seuranta

säännöllinen tarkastus ja seuranta on välttämätöntä betonimateriaaliongelmien havaitsemiseksi. Betonirakenteet tulisi tarkastaa vähintään kerran vuodessa ja mahdollisten merkittävien Sääilmiöiden jälkeen. Tarkastajan on syytä tarkastella myös betonin vuotojohdon sisäkuntoa. Putkistoon mentäessä on otettava huomioon asianmukainen ilmanvaihto ja ahtaassa tilassa olevat varotoimet. On tärkeää pitää kirjaa mittakaavoista ja laajuudesta skaalaus, hajoaminen, puhkeaminen, hunajakenno, eroosio, spalling, popouts, ja pituus ja leveys halkeamia. Rakenteellisia halkeamia tulisi seurata useammin ja korjata, jos ne ovat uhka rakenteen tai padon vakaudelle. Valokuvista saadaan arvokasta tietoa muuttuvista olosuhteista.

nopeasti muuttuva tila voi olla merkki erittäin vakavasta ongelmasta, ja valtion Patoturvallisuusvirastoon on otettava välittömästi yhteyttä. Kaikki tiedot on säilytettävä padon käyttö -, huolto-ja tarkastuskäsikirjassa.

resurssit

ASDSON resurssit

ilmainen webinaari
Johdatus patojen tarkastamiseen omistajille ja käyttäjille-2013

Otantatarkastuslomakkeet i
Otantatarkastuslomakkeet II
Otantatarkastuslomakkeet III

ASDSO: n verkkosivuilla on patoja koskevia kansallisia ohjeita. Mene:
DamSafety.Org/ManualsandGuidelines

lisätietoa, videoita ja työkaluja padon omistajille:
DamOwner.Org

tarkkaile asdso: n tai osavaltion padon turvallisuusviraston sponsoroimaa koulutusta. Käytä osavaltiosi Patoturvallisuusohjelmaa klikkaamalla osavaltiosi numeroa:
DamSafety.org/States

DHS / FEMA Resources

Outlet Works Rehabilitation Guide for Small Dams (Internet-sivusto on kehitetty omistajille, FEMA National Dam Safety Program-ohjelman Montanalle ja Wyomingille myöntämä avustus)

patojen ja varikkojen turvallisuusopas (FEMA National Dam Safety Program))

Patoturvallisuus: Omistajaohjausopas (FEMA National Dam Safety Program)

Visual Dam Safety Deficiences (FEMA Training Aids for Dam Safety )

How to Organize an Operation and Maintenance Program (FEMA Training Aids for Dam Safety )

Department of Homeland Security ja FEMA julkaisevat useita julkaisuja ja videoita verkkosivuillaan. Käy niiden verkkosivuilla alla ja etsi lisätietoja “patoturvallisuudesta”.
FEMA.gov
DHS.gov