10 Az épített környezet vizsgálata, műtárgyak
10.3 Ipari padlóburkolat és ágyazatának vizsgálata
Az épületek szerkezetvizsgálatában az akusztikus mérések hasonló szerepet töltenek be, mint a szeizmikus mérések a geológiai szerkezet kutatásában.
Egy ipari épület betonból készült padlóburkolata vizsgálatának célja a beton állagá-nak, a beton és az ágyazat csatolásáállagá-nak, az ágyazat és az aljzat in situ minősítésének meghatározása volt, amelyhez az akusztikus módszerek nagymértékben járultak hoz-zá.
A kb. 60 m x 90 m-es csarnok épületben a kavicságyazaton, változó vastagságban feltöltött, helyenként termett talajon lévő szálerősítésű betonburkolat átlagos vastag-ságát 20 cm re tervezték. Felszínén néhány év után repedések jelentek meg, amely már veszélyeztette a burkolat rendeltetésszerű használatát. A mérések célja a repedé-sek okának felderítése volt.
A méréseket több, egymástól néhány méterre lévő párhuzamos szelvény mentén vé-geztük, egy 40 kHz-es adó/vevő frekvencián működő ELGI fejlesztésű műszerrel (
λ
~ 0,1 m). A jó csatolás érdekében a mérési szelvény mentén a felületet bevizeztük (65. ábra).65. ábra. Akusztikus mérések rögzített adó-vevő távolságú eszközzel
A 66. ábrán két egymást követő sorban lévő szelvény mentén ábrázoltuk a betonban 50 cm-enként mért direkthullám sebességeket. A függőleges vonalak a dilatációs hézagok helyét, a nyilak a burkolat felszínén is észlelhető repedéseket jelentik. A szelvényeken megjelent a dilatációs hézagok és a felszínen látható repedések hatása, de ezeken kívül újabb helyeken is észlelhető volt jelentős sebességcsökkenés.
Érdekes, hogy a dilatációs hézagok nem jelentkeztek minden esetben sebességcsök-kenéssel, amiből azt a következtetést lehet levonni, hogy a dilatációk csak részlege-sen tagolják a betontestet. A felszínen is látható repedéseknek sem volt minden
eset-ben sebességcsökkentő hatásuk, ami jó jel, hiszen a repedések ilyenkor nem érintik a teljes betonvastagságot.
A sebességcsökkenés viszont minden esetben állagromlást jelent. Az ábrán jól látha-tó, hogy a megjelölt helyeken kívül is szép számban találhatók jelentős sebesség-csökkenések, amelyek a már elkezdődött, de a felszínre még ki nem ért repedések, vagy egyéb okból bekövetkezett mechanikai állagromlás helyét mutatják.
0 20 40 60
Távolság (m) 500
1000 1500 2000 2500 3000
Sebesség (m/s)
9. sor
0 20 40 60
Távolság (m) 500
1000 1500 2000 2500 3000
Sebesség (m/s)
10. sor
66. ábra. Betonsebesség szelvények (TÖRÖS és PRÓNAY 2003)
A reflexiós szelvény a burkolat egyes szerkezeti elemei vastagságának szelvénymenti meghatározására, a teljes szerkezetben lévő inhomogenitások kijelölésére használha-tó (67. ábra). A bal oldali szelvény kb. kétharmadánál a beton alját jelző szint meg-szakad, és lezökken (szaggatott piros vonal). A középső szelvényen két, jól reflektáló szint mutatkozik, mintha a betonban is lenne rétegződés A jobb oldali szelvényen több jelenség is megfigyelhető. Egyrészt a beton alatt a világoskékkel jelölt szint határozottan mélyül, másrészt a beton alatt a szaggatott narancssárgával jelölt helyen egy gödörszerű bemélyedés látható. A jelenségek oka az építési technológiában kere-sendő.
A reflexiós szelvényekből számított betonvastagság 16-25 cm között változik, a szel-vényt metsző repedések között nincs értékelhető kapcsolat, 68. ábra, bal oldala.
Idő (ms) Idő (ms) Távolság (m)
4. sor 11. sor 18. sor
67. ábra. Reflexiós szelvények betonban.
Ha a reflexiós jelek határozottak és karakteresek, sima betonfelszín esetén csatolási problémák sincsenek, egy a reflektivitással arányos mennyiség, a reflexiós amplitú-dók relatív jelerőssége is számítható.
68. ábra. A beton vastagságtérképe, az ágyazat és a beton csatolása
A jelerősség a reflektáló felület, a beton és az alatta lévő ágyazat közötti csatolásról hordoz információt, mivel az erről a határfelületről visszaverődő hullám amplitúdóját a közöttük levő akusztikus impedancia-különbség határozza meg (68. ábra, jobb oldal). Ahol az érték kicsi, ott az érintkező felületek mechanikai tulajdonságai hason-lóak (piros foltok az ábrán). Ez a helyzet a jól tömörített, elegendő vastagságú ágya-zat esetében, de sajnos a nagyobb agyagtartalmú, átvizesedett beton alatti ágyaágya-zatok- ágyazatok-nál is, vagyis önmagában a csatolásnak ez a mérőszáma nem elegendő a csatolás
+ a szelvényt metsző, a felszínen is látható repedések
Más a helyzet a beton alatt esetleg jelenlevő légrés, a legrosszabb csatolás esetén, amikor gyakorlatilag a teljes energiamennyiség reflektálódik. A rossz csatolású he-lyeket, amelyeknél a hézagokat a víz nem tölti ki, nagyobb eséllyel lehet kijelölni az akusztikus mérésekkel, mint a jó csatolású helyeket.
A mérések előnye a roncsolásmentes vizsgálat volt, de az eredményeket közvetlen feltárásokkal igazoltuk. A mérések alapján 5 db fúrást tűztünk ki, amelyek külön-külön a mérések által jelzett optimális helyre kerültek a következő szempontok sze-rint: a gyengébb minőségű beton helyek visszaigazolása, a beton vastagságának el-lenőrzése, az ágyazóréteg és a beton közötti kedvező és kedvezőtlen csatolási helyei-nek észlelése, valamint az ágyazóréteg minőségéhelyei-nek visszaigazolása. A feltárások eredményét mutatja néhány fényképfelvétel a 69. ábrán.
69. ábra. Üregesedés az ágyazat és beton között, az ágyazóréteg hiánya, a kétféle anyagú, eltérő ágyazórétegek bemutatása (fotó TÖRÖS)
A padlóburkolaton a magfúrások laboratóriumi vizsgálata alapján GÁLOS [2002] a következőkben összegzi véleményét:
„Az F1-F5 fúrási mintákkal jellemzett padlóburkolat acélszál erősítésű betonja poró-zus kavicsbeton, melyben az acélszál igen változó eloszlásban helyezkedik el. A be-ton húzószilárdsága az acélszál adagolás egyenlőtlensége következtében kis értékű.
A beton hajlító igénybevétel esetén felrepedezésre hajlamos.
Az ágyazat homokos kavics anyagának szemszerkezete olyan, hogy az nem kedve-zően tömöríthető, ezért valószínűen az ágyazási együttható is alacsony értékű, ami a terhelés alatt nagyobb benyomódásokat eredményezhet. Az ágyazat egyenlőtlen vas-tagsága, illetve az ágyazat alatti aljzat igen bizonytalan összenyomhatósága – tömö-ríthetőségi tulajdonságainak nagymértékű egyenlőtlensége, illetve változó vastagsága következtében – a felettük lévő terhelt padlóburkolat egyenlőtlen felfekvését és így változó mértékű alakváltozását (benyomódását) eredményezi. Abban az esetben, ha a burkolat dilatációs rendszerével ezeket a mozgásokat nem tudja követni, úgy a bur-kolat felrepedezése jön létre.”
A laboratóriumi vizsgálatok úgy a beton minőségére, mint az ágyazat és az aljzat építési hiányosságaira vonatkozó megállapításainkat alátámasztották, ill. kiegészítet-ték.
A laboratóriumi adatok szerint a vizsgált minták nyomószilárdsági vizsgálata alapján a padlóburkolat betonja C25-ös szilárdságú betonnak felelt meg, mivel a minősítő
érték R∅150/300 = 27,65 N/mm2 volt. A padlóburkolat repedésekkel nem szabdalt be-tonjának átlagos sebessége 2600 m/s volt. E két értéket összevetve a kőzetekre vo-natkozó IV. táblázatban megadott empirikus értékekkel (egyirányú nyomószilárdság:
20 - 60 MPa, VP: 2500 - 3500 m/s), a laboratóriumi nyomószilárdság értékek jól ille-nek a „nagy szilárdságú kőzet” kategóriájába.
Ugyanakkor a beton alaptesteknél meghatározott jóval nagyobb, a 3500 m/s-os kü-szöbsebességet, mint a még megfelelő minőségre vonatkozó érték alsó határát a gya-korlat, az egyéb geofizikai mérések (korrozivitás, radarmérések, makroszkópos le-írás) nagyszerűen visszaigazolták (60. ábra).
Nem valószínű, hogy a két beton minősége között ilyen mértékű minőségi különbség lenne, ezért ebből az következik, hogy a sebesség - minőség kapcsolatot leíró össze-függés különböző típusú betonokra eltérő lehet, amit párhuzamos laborvizsgálati eredményekkel kell meghatározni. E két példa is bizonyítja ugyanakkor, hogy az összehasonlító adatok birtokában a beton longitudinális hullámterjedési sebessége a gyakorlatban is jól használható anyagjellemző.