Čo to znamená, keď sa pri diagnostickom prieskume požaduje stanovenie mrazuvdzornosti betónu?

V súčasnosti sa na kvalitu stavebných konštrukcií kladú pomerne vysoké nároky, či už ide o pevnostné parametre, alebo trvanlivosť použitých stavebných materiálov a udržateľný prístup k výstavbe vo všeobecnosti. Betónové konštrukcie nie sú v tomto ohľade výnimkou, naopak, sú pod drobnohľadom predovšetkým z hľadiska environmentálnych vplyvov.

Dôvodom je okrem iného vysoká produkcia CO₂ pri výrobe cementu a spotreba neobnoviteľných zdrojov [1], ktoré sú nevyhnutnou súčasťou betónu (ako ich chápe norma ČSN EN 206+A2 (STN EN 206+A2) [2]). Ak ide o výstavbu novej betónovej konštrukcie, nie je s určením všetkých rozličných vlastností a parametrov väčšinou žiaden problém.

Kontrola vlastností vstupných materiálov sa podrobne realizuje desiatky rokov, preto výrobcovia betónu dobre vedia, s čím pracujú. Kontrola kvality betónu je rovnako na vysokej úrovni a v poslednom čase sa intenzívne rieši problematika rôznych súčiniteľov či indikátorov, ktoré zohľadňujú udržateľnosť návrhu a/alebo výstavby betónových konštrukcií [3, 4].

Isté problémy však môžu nastať, ak sa hodnotí existujúca konštrukcia vo chvíli, keď sa z ľubovoľných dôvodov (napr. oprava, kontrola, zmena, prestavba a pod.) požaduje realizácia diagnostického prieskumu. Zhodnotenie kvality betónu v konštrukcii je mnohokrát pomerne zložité, predovšetkým v prípadoch, keď treba určiť jeho trvanlivosť.

Dôvodom je jednak skutočnosť, že trvanlivosť je výrazne vágny termín, pretože nie je napríklad v porovnaní so životnosťou nijako časovo charakterizovaná, a jednako aj to, že je potrebné pri jej posudzovaní presne definovať prostredie, v ktorom sa má hodnotiť. [5].

V súčasnosti nie je príliš zložité určiť pevnosť v tlaku, modul pružnosti či rovnomernosť betónu v konštrukcii (či už s využitím nedeštruktívnych, alebo deštruktívnych metód), ale s trvanlivosťou je to iné, zložitejšie. Trvanlivosť betónu možno totiž charakterizovať ako jeho schopnosť odolávať proti pôsobeniu vonkajších a vnútorných činiteľov, pričom spôsob porušovania betónu značne závisí od typu a intenzity pôsobiacich vplyvov.

Úplne inú odolnosť môže vykázať rovnaký betón pri pôsobení hladových vôd (ide o koróziu I. druhu, ktorú predstavuje vylúhovanie hydroxidu vápenatého) a inú pri pôsobení síranov (ide o koróziu III. druhu, ktorá je spôsobená porušením štruktúry betónu vplyvom tvorby objemných zlúčenín). Mimochodom, o korózii sa možno dozvedieť viac v prehľadnom článku [6].

Jednou zo základných trvanlivostných vlastností betónu je v miernom podnebnom pásme určite jeho odolnosť proti pôsobeniu mrazu  [7]. Ide o schopnosť betónu odolávať opakujúcemu sa striedaniu kladných a záporných teplôt a tomu, ak je zároveň vystavený pôsobeniu vody, vysokej miere vlhkosti alebo vody v kombinácii s chemickými rozmrazovacími látkami (CHRL). Na suchý betón nemá totiž striedanie kladných a záporných teplôt žiaden výraznejší negatívny vplyv [8]. Čo môže nastať, a aj to často nastáva, keď sa pri diagnostickom prieskume betónovej konštrukcie požaduje určenie mrazuvzdornosti betónu, opisuje tento článok.

Odolnosť betónu proti pôsobeniu zmeny kladných a záporných teplôt

Ak sú betónové konštrukcie alebo ich časti vystavené vode a zároveň striedavému pôsobeniu kladných a záporných teplôt, je potrebné zhodnotiť, či na povrch betónu pôsobí aj ľubovoľné rozmrazovacie činidlo (najčastejšie posypová soľ a následné vzniknutý roztok NaCl, ktorý na povrch betónu môže pôsobiť priamo alebo vo forme soľnej hmly alebo odstrekov). Ak totiž rozmrazovacie činidlo pôsobí na betón, degradačné procesy sú úplne iné ako v prípadoch, keď je betón vystavený iba vode a mrazu. A to je naozaj veľmi dôležité si uvedomiť.

Mrazuvzdornosť

Keď je betónový povrch konštrukcie v kontakte s vodou (vozovka či cestné panely, chodníky, časti mostov alebo tunelov, koľajové podvaly, vodné nádrže a pod.), potom sa vplyvom nasiakavosti dostane voda do vnútra pórovitej štruktúry betónu. Ak zamrzne, objavuje sa riziko vzniku najskôr mikrotrhlín a potom aj trhlín vo vnútornej štruktúre betónu.

Príčinou je expanzia vody pri zmene z kvapalného na pevné skupenstvo. Voda, ktorá sa nachádza v kapilárnych póroch betónu, sa začína meniť na ľadovú triešť približne pri teplote -0,5 °C (počiatok mrznutia vody závisí od veľkosti pórov), pri -12 °C by však mala zmrznúť všetka kapilárna voda [9]. Vzniknutý ľad má na rozdiel od vody v kapilárnom stave objem väčší približne o 9 %.

Toto rozpínanie vody vo forme ľadu vedie k vzniku vnútorného napätia v betóne, a to rádovo v desiatkach MPa. Výsledkom môže byť vážne porušenie vnútornej štruktúry betónu a následne nezvratné zníženie jeho relevantných materiálových vlastností [10]. Overiť odolnosť proti účinkom mrazu nie je pri novom navrhnutom betóne problém – na skúšobných vzorkách sa vykonajú príslušné skúšky, ktorých výsledkom je stanovenie miery odolnosti betónu proti zmrazovaniu a rozmrazovaniu v podobe tzv. súčiniteľa mrazuvzdornosti.

Ak je však potrebné overiť tento parameter v prípade starších betónov zabudovaných v konštrukcii (napr. pri prestavbe alebo opravy konštrukcie), nastáva mnohokrát pomerne zásadný problém, ktorý žiadna norma v ČR a ani na Slovensku v súčasnosti nerieši. Preto sa zvyčajne improvizuje, čo je opísané v druhej časti článku. Pokiaľ ide o samotnú skúšku mrazuvzdornosti, postupuje sa podľa ČSN 73 1322 (STN 73 1322 Stanovenie mrazuvzdornosti betónu) [11].

Jednoducho povedané, betónové skúšobné hranoly 100 × 100 × 400 mm sa vystavia zmrazovacím a rozmrazovacím (ďalej tiež F-T, z angl. freeze-thaw) cyklom. Jeden cyklus sa skladá zo 4 h zmrazovania na vzduchu pri teplote -18 °C a z 2 hrozmrazovania vo vode pri teplote +20 °C. Po požadovanom počte cyklov (väčšinou 100 alebo 150) sa na hranoloch stanoví pevnosť v ťahu ohybom, ktorá sa porovná s pevnosťou v ťahu pri ohybe referenčných (tzn. nezmrazovaných) skúšobných hranolov.

Mrazom poškodený betón vykazuje, pochopiteľne, nižšiu pevnosť v ťahu za ohybu. Pomer medzi pevnosťou zmrazovaných a pevnosťou referenčných vzoriek je tzv. súčiniteľ mrazuvzdornosti. Ak jeho hodnota neklesne pod 0,75, možno skúšaný betón vyhlásiť za mrazuvzdorný na daný počet cyklov F-T [11].

Odlupovanie

Odlupovanie vplyvom pôsobenia solí (presnejšie ich roztokov) je definované ako povrchové poškodenie vzniknuté pôsobením mrazu a soľného roztoku na povrchu betónu. Zároveň je to jeden z hlavných problémov, ktorým betón v zmysle trvanlivosti v klimatických podmienkach Českej republiky čelí [12]. Opäť je dôležité zdôrazniť, že mechanizmus odlupovania betónu nie je analogický s konvenčným pôsobením mrazu, ktoré spôsobuje kryštalizácia vody vo vnútornej štruktúre betónu, a tým spôsobuje jej porušenie. Pri odlupovaní ide o čisto povrchové pôsobenie. To síce neohrozuje kvalitu betónu vo vnútri konštrukcie, ale robí ju náchylnou na prenikanie vody a ďalších agresívnych látok do vnútornej štruktúry. Tým sa znižuje celková odolnosť betónu a následne životnosť konštrukcie, prípadne sa zvyšuje aj riziko depasivácie výstuže. Odlupovanie sa už niekoľkokrát podrobne študovalo a opísalo, viac sa možno dočítať napr. v [13, 14, 15]. Tu preto uvedieme len niekoľko základných poznatkov:

• poškodenie povrchovej vrstvy betónu je najhoršie, keď voda, ktorá naň pôsobí, obsahuje určité množstvo rozpustenej látky [13], pričom na charaktere rozpustenej látky (napr. soľ, alkohol, močovina) nijako zásadne nezáleží [16];
• poškodenie povrchovej vrstvy betónu sa prejavuje vznikom malých vločiek alebo plátkov materiálu, ktoré z povrchu postupne odpadávajú [12];
• samotné odlupovanie nenastane bez voľnej kvapaliny na povrchu betónu, a to ani keď je saturovaný vodou v suchom prostredí a je vystavený striedavému pôsobeniu zmrazovania a rozmrazovania (tu môže nastať porušenie vnútornej štruktúry, ako už bolo uvedené) [15];
• poškodenie povrchu betónu je tým väčšie, čím nižšia je teplota zaťažovacieho cyklu [15];
• odolnosť betónu proti zmrazovaniu a rozmrazovaniu pri súčasnom pôsobení rozmrazovacích solí je vo všeobecnosti pomerne nízka, môže sa však výrazne zlepšiť pridaním prevzdušňovacích prísad do betónu [10, 16, 17].

Čo sa týka skúšania odolnosti povrchu betónu proti pôsobeniu vody a CHRL, postupuje sa podľa normy ČSN 73 1326 [18] (STN 73 1326), ktorá opisuje tri skúšobné metódy. V súčasnosti sa používajú v podstate iba dve – metóda A a metóda C. Princípom obidvoch skúšok je vystavenie povrchu betónovej skúšobnej vzorky 3 % roztoku NaCl za súčasného zmrazovania. Po každom 25. zmrazovacom a rozmrazovacom cykle sa určí hmotnosť častíc odpadnutých z povrchu vzorky a vypočíta sa odpad v g/m².

Väčšinou sa určuje, po koľkých cykloch sa dosiahol odpad 1 000 g/m² (podľa metódy C ide o tzv. súčiniteľ D1), ale možno zvoliť aj vyššie hodnoty odpadu. Metódy sa líšia množstvom aspektov, z nich najdôležitejšie sú tvar skúšobnej vzorky (A – kocka, C – valec), spôsob aplikácie CHRL na skúšobný povrch (A – vzorka je umiestnená do roztoku, C – roztok sa na vzorku, na ktorej je objímka, naleje), ako aj charakteristikou zmrazovacích a rozmrazovacích cyklov, a to teplotou aj trvaním (A – jeden cyklus trvá 2 h, C – jeden cyklus trvá 6 h).

Požiadavka na stanovenie odolnosti betónu v konštrukcii proti mrazu

Ako v praxi vyzerá požiadavka na stanovenie odolnosti betónovej konštrukcie, na ktorej sa vykonáva diagnostický prieskum proti mrazu, je opísaný v nasledujúcich dvoch kapitolách.

Požiadavka na stanovenie mrazuvzdornosti

Je pravda, že pri diagnostických prieskumoch existujúcich betónových konštrukcií sa požiadavka na stanovenie mrazuvzdornosti betónu nekladie príliš často, či už je dôvodom časová a finančná náročnosť skúšky, alebo nízke povedomie o tejto vlastnosti/skúške betónu. Väčšinou sa v rámci prieskumu stanoví objemová hmotnosť betónu, jeho pevnosť v tlaku, prípadne nasiakavosť, výnimočne rovnomernosť alebo modul pružnosti.

Ďalej sa overí vystuženie dôležitých častí konštrukcie či injektáž káblových kanálikov predpínacej výstuže. Trvanlivosť betónu sa rieši stanovením hĺbky karbonatácie či prieniku chloridov, zatiaľ čo overenie mrazuvzdornosti betónu sa vyžaduje zriedka. Stanovenie odolnosti betónu proti pôsobeniu vody a chemických rozmrazovacích látok sa vykonáva častejšie, rozhodne však nejde o bežnú záležitosť.

Navyše sa však, žiaľ, často stáva, že mrazuvzdornosť betónu a jeho odolnosť proti pôsobeniu CHRL sa ľubovoľne zamieňajú. Niektorí vlastníci či správcovia (teda úradníci) konštrukcií či projektanti opráv týchto konštrukcií tieto dve uvedené vlastnosti betónu v podstate nerozlišujú.

Pri obidvoch vstupuje do hry mráz, čo k zámene (ale nemalo by) môže zvádzať. Kto si myslí, že ak je betón mrazuvzdorný, je zároveň odolný proti CHRL, alebo že keď je odolný proti pôsobeniu CHRL, je automaticky mrazuvzdorný, dopúšťa sa zásadného omylu. Opak je totiž mnohokrát pravda. Nie je teda výnimočná situácia, keď zodpovedná osoba požaduje v rámci prieskumu konštrukcie stanoviť okrem iného mrazuvzdornosť.

Vzorka č.	d [mm]	odpad po cykloch [g]		Odpad po cykloch [g/m2]
		25	50	0	25	50
V1	103,3	11,8	40,5	0	1 181	5 226
V2	103,2	7,5	31,2	0	746	3 866
V3	103,3	10,6	46,7	0	1 055	5 724
V4	103,2	20,2	103,7	0	2018	12 395
priemerná hodnota:				0	990	4 940

Tab. 1 Výsledky odolnosti betónu proti CHRL – súbor skúšobných vzoriek „drieky opier“ – V4 sa vyradili z hodnotenia súboru

Vzorka č.	d [mm]	odpad po cykloch [g]		Odpad po cykloch [g/m2]
		25	50	0	25	50
V5	103,3	6,6	9,3	0	662	1 596
V6	103,3	4,5	25,0	0	452	2 956
V7	103,4	32,7	135,9	0	3 266	16 832
V8	103,1	29,9	34,1	0	2 998	6 418
priemerná hodnota zo všetkých vzoriek:				0	1 850	6 950
priemerná hodnota vzoriek V5 + V6:				0	560	22 80
priemerná hodnota vzoriek V7 + V8:				0	3 130	11 630

Tab. 2 Výsledky odolnosti betónu proti CHRL – súbor skúšobných vzoriek „mostné krídla“

Vzorka č.	d [mm]	odpad po cykloch [g]		Odpad po cykloch [g/m2]
		25	50	0	25	50
V9	99,7	7,8	8,2	0	830	1 699
V10	99,9	10,7	9,4	0	1 140	2 141
V11	99,6	3,1	2,0	0	331	546
V12	103,2	2,0	1,8	0	203	378
priemerná hodnota zo všetkých vzoriek:				0	630	1 190
priemerná hodnota vzoriek V9 + V10:				0	990	1 920
priemerná hodnota vzoriek V11 + V12:				0	270	460

Tab. 3 Výsledky odolnosti betónu proti CHRL – súbor skúšobných vzoriek „stĺpy medziľahlých podpier“

Počas diskusie, ktorá nasleduje na spresnenie požiadaviek, vyjdú najavo ďalšie skutočnosti. Do hry totiž vstupuje hneď niekoľko problémov:

• skúšku nemožno vykonať presne podľa normy ČSN 73 1322 [11], ktorá sa na skúšanie mrazuvzdornosti betónu bežne používa, a ani podľa ČSN 73 1380 [19], ktorá sa, naopak, vôbec nepoužíva – dôvodom je fakt, že skúška podľa obidvoch noriem prebieha na skúšobných hranoloch vyrobených pomocou foriem;
• aj po modifikácii, keď sa skúšali hranoly 100 × 100 × 400 mm vyrezané z jadrových vývrtov, vzniká problém, pretože z konštrukcie je v podstate nemožné odobrať potrebný počet vývrtov, z ktorých by bolo možné takéto veľké skúšobné vzorky získať
• v modifikácii by sa muselo ísť ešte ďalej a skúšať výrazne menšie skúšobné vzorky alebo treba nahradiť rozhodujúcu vlastnosť, ktorou je podľa [11] pevnosť v ťahu za ohybu, inak – skúška na telesách z jadrových vrtov, napr. pevnosť v priečnom ťahu (pevnosť v tlaku nemá zmysel skúšať, pretože sa pri nej porušenie vnútornej štruktúry betónu takmer neprejaví);
• aj napriek prekonaniu uvedených prekážok platí, že skúška je časovo náročná – každých 25 F-T cyklov trvá týždeň, teda pri požiadavke skúšať betón na 100 cyklov zaberie stanovenie mrazuvzdornosti 4 týždne.

Objednávateľ prieskumu počas konzultácie veľmi často zistí, že mrazuvzdornosť betónu vlastne vôbec stanoviť nechce, že ho zaujíma odolnosť betónu proti pôsobeniu vody a CHRL.

Požiadavka na stanovenie odolnosti proti vode a CHRL

Ak sa teda nepožaduje stanovenie mrazuvzdornosti betónu, otáča sa diskusia na problematiku skúšania odolnosti betónu proti pôsobeniu vody a chemických rozmrazovacích látok. Aj v tomto prípade však vstupuje do hry niekoľko problémov:

• norma ČSN 73 1326 [18], ktorá túto problematiku rieši, je napísaná vágne, čo sa publikovalo napr. v článku [20], navyše táto metóda vykazuje obrovské hodnoty opakovateľnosti a reprodukovateľnosti;
• skúšať možno podľa troch metód, z nich, ako už bolo uvedené, sa reálne používajú dve – metóda A a metóda C, pričom obidve môžu udávať úplne odlišné výsledky;
• skúša sa povrch betónu tak, ako sa vyrobil, čo je väčšinou pri starých betónových konštrukciách podmienka, ktorú nemožno splniť – vo väčšine prípadov sa musí improvizovať;
• metóda A, ktorá je časovo a pracovne menej náročná, je na skúšanie betónu z konštrukcie nevhodná, pretože základnou skúšobnou vzorkou je kocka s hranou 150 mm;
• metóda C, ktorá je na skúšanie betónu z konštrukcie oveľa vhodnejšia, pretože skúšobným telesom je 50 mm hrubý odrezok vývrtu s priemerom 150 mm, je však časovo a pracovne oveľa náročnejšia.

Väčšinou sa to teda skončí tak, že je o osude stanovenia odolnosti betónu v konštrukcii proti mrazu rozhodnuté v zmysle „vykonajte to čo najlacnejšie a čo najrýchlejšie je úplne jedno, ako a podľa ktorej normy“. Že nejde o ideálne riešenie, netreba asi zdôrazňovať.

Príklady z praxe

Stanoviť „mrazuvzdornosť“ betónu, nech to už podľa zadávateľa prieskumu znamená čokoľvek, nie je teda vždy jednoduché. Nasledujúce príklady sú pomerne bežné a typické ukážky, ako sa so zadaním možno popasovať. Rozhodne nejde o extrémy, a to ani v pozitívnom (dostatočný počet skúšobných vzoriek, jednoducho interpretovateľné výsledky), ani v negatívnom duchu (málo vzoriek, nekvalitné vzorky, obrovská variabilita výsledkov znemožňujúca urobiť jasný záver a pod.).

Stanovenie odolnosti betónu proti pôsobeniu CHRL metódou C

Zadanie bolo jednoznačné, stanoviť odolnosť povrchu betónu proti pôsobeniu vody a chemických rozmrazovacích látok metódou C. Firma, ktorá diagnostiku konštrukcie vykonávala, dodala do laboratória jediný vývrt s menovitým priemerom 150 mm. Z neho bolo možné vzhľadom na malú dĺžku pripraviť na skúšku len dve skúšobné vzorky.

Prvá skúšobná vzorka, označená číslom 1, zodpovedala požiadavkám normy [18], pretože zaťažovaná plocha bola skutočne povrchom konštrukcie. Druhá skúšobná vzorka, označená 2, sa zaťažovala na ploche rezu, čo požiadavkám normy nezodpovedá. Iný (lepší) variant však k dispozícii nebol.

Na obidve telesá sa pred skúškou osadila objímka, na ich skúšobný povrch sa naliala voda, ktorá sa po dvoch dňoch vymenila za 3 % roztok NaCl (vrstva hrubá približne 5 mm). Potom sa vzorky umiestnili do zariadenia KD20 (automatická zmrazovacia skriňa), v ktorom sa podrobili cyklickému zmrazovaniu a rozmrazovaniu. Všetko v súlade s normou [18]. Už po 11 zmrazovacích a rozmrazovacích cykloch sa pri skúšobnej vzorke 1 zistilo, že degradácia povrchovej vrstvy betónu dosiahla takú mieru, že roztok pretiekol cez skúšobné teleso.

Preto sa skúška stanovenia odolnosti proti CHRL pre túto vzorku 1 v tomto okamihu ukončila a stanovila sa hmotnosť odpadu (pozri obr. 1). Druhá skúšobná vzorka vydržala 25 zaťažovacích cyklov, po ktorých sa zistila hmotnosť odpadu (pozri obr. 2). Výsledkom bolo, že pri vzorke 1 sa odpad 1 000 g/m² (tzv. súčiniteľ D1) dosiahol už po troch zmrazovacích a rozmrazovacích cykloch, čo je extrémne málo.

Pri vzorke 2 sa zistilo, že D1 = 5 cyklom, čo je rovnako nevyhovujúci výsledok. Väčšiu výpovednú hodnotu by teoreticky mali mať výsledky vzorky 1, v tomto prípade však ťažko povedať. Rozhodne platí, že skúšobné vzorky by mali byť minimálne tri, čo v tomto prípade dodržané nebolo. Ak je to možné, mal by sa skúšať povrch betónu, a to pri všetkých skúšobných vzorkách.

To však nie je mnohokrát možné zaručiť. Norma [18] udáva skúšanie metódou C s podmienkou, že pri výpočte priemernej hodnoty súčiniteľa D z viacerých telies sa nesmú líšiť jednotlivé hodnoty o viac ako 20 % od priemeru, čo v tomto prípade nebolo splnené. Požiadavka stanovenia odolnosti betónu proti pôsobeniu CHRL metódou C bola v tomto prípade splnená, čo však výsledky objednávateľovi (alebo komukoľvek inému) prezradili, ostáva otázne.

Stanovenie odolnosti betónu proti pôsobeniu CHRL metódou A

Na účely stanovenia odolnosti povrchu betónu proti pôsobeniu vody a chemických rozmrazovacích látok metódou A – automatické cyklovanie, slúžili skúšobné vzorky v tvare valca s menovitým priemerom v milimetroch v celkovom počte 12 ks. Tieto skúšobné telesá sa získali kotúčovým rezaním z jadrových vývrtov odobratých z mostnej konštrukcie. Konkrétne išlo o prednú časť vývrtov, pričom dĺžka skúšobných vzoriek nebola jednotná – závisela predovšetkým od dĺžky jadrového vývrtu, pretože okrem skúšobných vzoriek na skúšku odolnosti proti CHRL sa z vývrtu získali aj skúšobné vzorky na skúšku pevnosti v tlaku.

Skúšobné telesá sa podľa miesta odoberania jadrových vývrtov rozdelili do troch skúšobných skupín, pričom v každej skupine boli štyri vzorky. Išlo o skupiny „drieky opier“ (vzorky V1 až V4), „mostné krídla“ (vzorky V5 až V8) a „stĺpy medziľahlých podpier“ (vzorky V9 až V12). Všetky skúšobné vzorky sa s maximálnou starostlivosťou upravili tak, aby sa, ak je to možné, skúšal povrch betónovej časti konštrukcie, nie vždy to však bolo možné (problém predstavovala pri niektorých vývrtoch omietka, pri iných hydroizolácia).

Všetkých 12 valcov sa umiestnilo do skúšobného zariadenia KD20, v ktorom sa v súlade s normou [18] realizovalo prvých 25 zmrazovacích a rozmrazovacích cyklov. Ako agresívne médium sa použil 3 % roztok NaCl. Potom sa určila hmotnosť odpadu zo skúšaných plôch jednotlivých telies a vykonalo sa ďalších 25 zmrazovacích a rozmrazovacích cyklov. V ďalšom kroku sa opäť určila hmotnosť odpadu a skúška sa potom ukončila. Skúšobné vzorky po prvých 25 cykloch vidieť na obr. 3, po ďalších 25 cykloch na obr. 4.

Na týchto obrázkoch možno vidieť rozdielne správanie skúšaných betónov (rozdielne množstvo odpadnutých častíc v miske okolo vzorky). Výsledky skúšky stanovenia odolnosti betónu proti pôsobeniu CHRL metódou A sú uvedené v tab. 1 až tab. 3 – pre väčšiu prehľadnosť sú jednotlivé súbory skúšobných vzoriek uvedené v samostatných tabuľkách.

Ako vidieť z výsledku v tab. 1, skúšobná vzorka V4 sa od ostatných skúšobných vzoriek v skupine „drieky opier“ líši. Výsledok skúšobnej vzorky V4 (obr. 5 vľavo) sa od priemernej hodnoty zo všetkých štyroch vzoriek líši o viac ako 50 %, táto vzorka sa v súlade s normou [18] z vyhodnotenia vyradila – v tab. 1 sú jeho výsledky preškrtnuté. Zvyšné tri skúšobné vzorky sa od nového aritmetického priemeru nelíšili o viac ako 50 %, preto možno tento výsledok považovať za definitívny.

Interpretácia výsledkov skupiny skúšobných vzoriek „mostné krídla“ je pomerne komplikovaná. Ak sa všetky telesá uvažujú ako jeden statický súbor, nie je možné skúšku odolnosti betónu proti CHRL podľa normy [18] vyhodnotiť, pretože sa výsledky jednotlivých vzoriek zásadne odlišujú – pozri výsledky v tab. 2. Ak by  bolo možné skúšobné vzorky V5 a V6 brať ako jednu podskupinu (vývrty z jedného krídla) a podobne vzorky V7 a V8 ako druhú samostatnú skupinu (vývrt z druhého krídla), vyhodnotenie by bolo možné, pozri posledné dva riadky tab. 2.

Interpretácia výsledkov skupiny skúšobných vzoriek „stĺpy medziľahlých podpier“ je tiež zložitá. Aj tu platí, že ako jedna skupina dát je skúška nevyhodnotiteľná. Vzhľadom na vizuálne hodnotenie betónov je však možné skupinu rozdeliť na dve podskupiny, pretože betón vzoriek V11 a V12 je už na prvý pohľad iný, kvalitnejší (obr. 5 vpravo). Situácia je teda podobná ako pri skupine 2 „mostné krídla“.

Zároveň je potrebné poznamenať, že stanovenie odolnosti betónu proti pôsobeniu CHRL metódou A sa realizovalo iba v zmysle normy [18], nie presne podľa jej znenia. Základnou skúšobnou vzorkou je totiž kocka s hranou 150 mm, zatiaľ čo tu sa skúšal vývrt s priemerom 100 mm. Navyše, skúšanie povrchu betónu sa zabezpečilo len pri časti skúšobných vzoriek, pri ostatných sa skúšal rez betónom. Aj v tomto prípade sa požiadavka na stanovenie odolnosti betónu proti CHRL podľa metódy A splnila a aj v tomto prípade ostáva otázne, čo zodpovedným osobám získané výsledky vlastne odhalili.

Interpretácia výsledkov je totiž zložitá a zhodnotenie konštrukčných častí mosta takmer nemožné. Jedno mostné krídlo je vzhľadom na odolnosť proti CHRL kvalitné (odpad 2 280 g/m² po 50 cykloch na vývrtoch je veľmi dobrý výsledok), zatiaľ čo druhé vôbec? Niektoré stĺpy medziľahlých podpier (navyše rozdielnych podpier) sú v podstate vynikajúce (a opäť bez závislosti od podpery) sú kvalitné podstatne menej?

Podobné otázky bez jednoznačných odpovedí sa pri stanovovaní odolnosti betónu existujúcej stavby proti CHRL objavujú pravidelne. Nie je navyše výnimkou, žiaľ, že vzhľadom na obmedzený rozpočet na diagnostický prieskum sa z konštrukcie alebo jej časti na túto skúšku dodá jediná skúšobná vzorka. Snaha ušetriť v tomto prípade vedie k situácii, keď sú peniaze vynaložené zbytočne, pretože ak sa má skúšať len jedna vzorka, je lepšie neskúšať nič.

Ako prebieha stanovenie mrazuvzdornosti v praxi a aká je realita odolnosti betónu proti pôsobeniu CHRL v závislosti od jeho mrazuvzdornosti, sa dočítate v druhej časti článku v budúcom čísle časopisu.

Článok vznikol v rámci riešenia projektu GAČR č. 19-22708S.

Článok opisuje skúšku odolnosti proti CHRL výhradne podľa českej normy ČSN 73 1326 vrátane zmeny Z1.

TEXT A FOTO: Ing. Dalibor Kocáb, Ph.D. VUT Brno

Článok bol uverejnený v časopise Stavebné materiály 5/2024