konstrukcIja bIVše LansIrne stanIce Za torPeda u rIjecI ... · PDF filebetonske nosive konstrukcije u morskom okolišu potaknuta je kloridnim ionima i

III. međunarodna konferencIja o IndustrIjskoj baštInI 591

konstrukcIja bIVše LansIrne stanIce Za torPeda u rIjecI –

PostuPcI Procjene ošteĆenostI

ex torpedo Launch Pad structure in rijeka – damage estimation Procedure

Daniel Kovačević, Martin Brnelić, Nikola Lustig, Davor Grandić, Adriana Bjelanović*,

studenti Građevinskog fakulteta sveučilišta u rijeci rijeka, Hrvatska

Sažetak

Prva torpeda na svijetu proizvedena su upravo ovdje u Rijeci još u 19. stoljeću, a za ispitivanje pravilnosti njihove putanje krajem 1920-ih godina izgrađena je i postoje-ća lansirna stanica. Kao nekoć važan dio pogona za proizvodnju torpeda, ovaj objekt je danas, premda prilično devastiran, vrijedan spomenik riječke industrijske baštine. Građevinski fakultet Sveučilišta u Rijeci pridružio se inicijativi da se upravo ova građevina, iako je tek jedan od objekata važnih za graditeljsku baštinu grada, sačuva od daljnjeg propadanja i revitalizira u skladu s funkcijom i značenjem koju je nekoć imala i spomeničkom vrijednošću koju ima danas. Građevina se nalazi u vrlo speci-fičnim uvjetima jer je jednim dijelom temeljena na obali, a drugim u samome moru pa je velik dio nosive konstrukcije neposredno iznad razine mora. Korozija armature betonske nosive konstrukcije u morskom okolišu potaknuta je kloridnim ionima i uzrokom je progresivnog propadanja armiranobetonske konstrukcije u tako dugome vremenskom razdoblju. Zbog korozije čelične armature u uvjetima morskog okoliša, nosiva je armiranobetonska konstrukcija lansirne stanice znatno oštećena. U ovom radu predstavljeni su rezultati ispitivanja i kategorizacije oštećenja, koji su ključno polazište za modeliranje postojećeg stanja konstrukcije lansirne stanice i razmatra-nje mogućnosti i ograničenja postupaka sanacije izvedivih u kontekstu neupitnosti njezine spomeničke vrijednosti.

Ključne riječi: armiranobetonska konstrukcija, ispitivanja svojstava degradiranog materijala, kategorizacija oštećenja, korozija armature, morski okoliš, ocjena posto-jećeg stanja

* www.gradri.hr

592 d. kovačević, m. brnelić, n. Lustig i dr., Konstrukcija bivše lansirne rampe stanice...

1. UVOD

Građevina lansirne stanice u sklopu tvornice za izradu torpeda bila je u funkciji testiranja torpeda u procesu njegove proizvodnje. to je bila početna točka unutar poligona za testiranje proizvoda radi izdavanja potvrde o kvaliteti. svaki je torpedo prije punjenja bojnom glavom bio ispitan to jest ispaljen tri do četiri puta u svrhu izdavanja jamstva o kvaliteti proizvoda (jamstvo za točnost smjera i putanje torpeda). na osnovi informacija koje su dobivene pokusnim lansiranjem, na torpedu su obavljene korekcije prije izdavanja jamstva i prodaje.

Lansirna stanica sastoji se od nekoliko cjelina:

• prijelaz za torpeda iz pogona na testiranje

• pristup lansirnoj cijevi

• pomična lansirna cijev s mogućnošću lansiranja nadvodno i u razini vode

• dizalica za vraćanje torpeda na lansirnu stanicu

• promatračnica

• povrat u proizvodnju.

� Slika 1. Lansirne stanica za torpeda danas

Iz povijesnih dokumenata i fotografija poznato je da je lansirna stanica s današnjim obujmom elemenata izgrađena u dvije etape. Prva datira iz 1929. kada je izgrađen istočni dio – istočni brod. drugi (zapadni) brod izgrađen je između 1936. i 1945. godine. dogradnjom zapadnog dijela volumen je lansirne stanice udvostručen, što je vidljivo iz fotografija južnog pročelja. spoj lansirne stanice iz 1929. i one iz kasnije dogradnje vidljiv je i u unutrašnjosti samog objekta.


� Slika 2. Fotografije lansirne stanice izgrađene 1929.

Građevina lansirne stanice izgrađena je od armiranog betona, čelika drva i stakla. Prva primjena armiranog betona u rijeci datira iz prvih godina 20. stoljeća. ova je građevina jedan od rijetkih primjera korištenja toga građe vinskog materijala u prvim godinama njegove primjene na riječkom području, a sam je objekt značajan za valorizaciju i očuvanje industrijske baštine grada rijeke.

2. OCJENA AGRESIVNOSTI OKOLIŠA U KOJEM SE GRAĐEVINA NALAZI

Lansirne rampa za torpeda izložena je agresivnom djelovanju morskog okoliša. Za građevine od armiranog betona u morskom okolišu najopasnije je djelovanje klorida iz mora. o koncentraciji kloridnih iona u betonu koji okružuje čeličnu armaturu te propusnosti betona na prodor vlage i kisika iz zraka i o temperaturi ovisi brzina korozije čelične armature, a s njome i brzina propadanja konstrukcije.

kloridi iz mora na površinu betonske konstrukcije dospijevaju na više načina. to može biti izravnim kontaktom s morem dijelova konstrukcije uronjenih u njega ili zapljuskivanjem dijelova konstrukcije valovima ili prenošenjem raspršenih kapljica slane vode djelovanjem vjetra na dijelove konstrukcije udaljenije od površine mora.

najugroženiji su dijelovi konstrukcije u zoni plime i oseke te u zoni zapljuskivanja valova. to su dijelovi konstrukcije u kojima se izmjenjuju razdoblja vlaženja s razdobljima isušivanja, što može biti kombinirano i s učinkom zagrijavanja od sunca. Izmjena vlažnih i suhih razdoblja, uz visoke prosječne temperature, stvara idealne uvjete za poticanje i razvoj korozije armature jer su uvjeti za koroziju prisutnost vlage i kisika uz dovoljno visoku temperaturu konstrukcije.


kod dijelova armiranobetonskih konstrukcija uronjenih u more, ispod razine oseke, brzina korozije je zbog otežanog pristupa kisika oko tri puta manja nego u zoni plime i oseke.

Prema japanskim istraživanjima, potrebno je uzeti u obzir nastanak kloridne korozije armature na svim građevinama udaljenima od morske obale do 500 m. Prvih 100 m pritom se smatra ugroženim područjem.

� Slika 3. Razredi izloženosti djelovanjima iz morskog okoliša na konstrukciju po visini

djelovanja iz okoliša mogu se opisati razredima izloženosti prema europskoj normi en 2061. Pri projektiranju novih građevina, ovisno o razredima izloženosti, odabiru se najmanja svojstva betona kao materijala s obzirom na zahtijevanu trajnost konstrukcije te zaštitni slojevi betona nad armaturom. kad se promatra postojeća konstrukcija razredba izloženosti djelovanjima iz okoliša može poslužiti za procjenu tih djelovanja na konstrukciju u proteklom razdoblju i za ocjenu njezina preostalog uporabnog vijeka, te pri odlučivanju o potrebnim sanacijskim postupcima. sanaciju oštećene konstrukcije treba provesti tako da se osigura zadovoljavajuća sigurnost sanirane konstrukcije za predvidive uvjete uporabe. s obzirom na izloženost kloridima iz mora, djelovanja iz morskog okoliša podijeljena su u tri razreda izloženosti:• Xs1 – djelovanje soli iz zraka, tj. konstrukcijski elementi koji nisu u izrav

nom kontaktu s morem• Xs2 – elementi u izravnom kontaktu s morem, tj. dijelovi konstrukcije uro

nje ni u more• Xs3 – dijelovi konstrukcije koji se nalaze u području plime i oseke i u

području zapljuskivanja.


radni pod lansirne stanice, to jest njegova horizontalna armiranobetonska nosiva roštiljna konstrukcija nalazi se oko 2,5 m iznad prosječne razine mora. donji dio konstrukcije lansirne stanice (dio stupova ispod razine mora) stalno je uronjen u more (razred izloženosti Xs2 prema Hrn en 2061), dok se manji dio stupova nalazi u zoni plime i oseke, odnosno u području zapljuskivanja (razred izloženosti Xs3).

konstrukcija lansirne stanice otvorena je prema jugozapadu s morske strane, a radi njezine osnovne namjene testiranja torpeda nije zaštićena lukobranom zbog čega je vrlo izložena djelovanju valova. Pri olujnom jugu dolazi do zapljuskivanja cijele jugozapadne strane pa čak i drvene promatračnice na vrhu građevine. Ipak se za veći dio godine može reći da je zona razreda izloženosti Xs3 do kote od oko 3,3 m iznad radnog poda lansirne stanice. od te kote naviše, nalazi se zona Xs1 koja je izložena solima iz zraka, ali nije u izravnom dodiru s morskom vodom, osim kod velikog nevremena koje se pojavljuje jedan do dva puta godišnje.

osim korozije armature potaknute kloridima iz mora, dijelovi konstrukcije građevine oštećeni su mehaničkim djelovanjem valova (slika 4.).

� Slika 4. Odvajanje ploče od greda nastalo mehaničkim djelovanjem valova


3. PREGLED KONSTRUKCIJE LANSIRNE STANICE

3.1. Općenito o pregledu konstrukcije lansirne stanice

Proveden je detaljan pregled konstrukcije lansirne stanice. u okviru pregleda konstrukcije prikupljena je opsežna fotodokumentacija i skicirana su oštećenja na konstrukciji i to prema položaju, vrsti i intenzitetu. osim pregleda dijela konstrukcije nad morem, proveden je i pregled dijela armiranobetonske konstrukcije uronjenog u more. Provedeni pregledi bitni su za preliminarnu ocjenu postojećeg stanja konstrukcije pri čemu se, ovisno o vrsti, položaju i veličini oštećenja, može zaključivati o uzrocima nastalih oštećenja. uz to, takav pregled treba poslužiti prikupljanju dijela potrebnih podataka o nosivoj konstrukciji koji se zatim mogu koristiti u daljnjim detaljnijim analizama i ocjenama stanja postojeće konstrukcije te za izbor i dokaz primjenljivosti sanacijskih rješenja. Pri pregledu konstrukcije raspolagali smo nacrtima postojećeg stanja konstrukcije [1], s podacima o dimenzijama konstrukcije i elemenata koje smo upotpunili podacima utvrđenima pri samom pregledu.

Pregled konstrukcije obavljen je sustavno, tako da je svakom konstrukcijskom elementu ili grupi elemenata pridružena oznaka, te su fotografirana i skicirana su oštećenja. na slici 5. aksonometrijski je prikaz glavnih elemenata nadmorskog dijela nosive konstrukcije lansirne rampe za torpeda. Pregled konstruk cije proveden je po osima glavnih armiranobetonskih poprečnih okvira, koji povezani s uzdužnim gredama i nosačima kranskih staza čine prostorni armiranobetonski okvir.

� Slika 5. Prostorna armiranobetonska konstrukcija lansirne stanice za torpeda


3.2 Oštećenja utvrđena pregledom konstrukcije

u nastavku se ukratko prikazuju utvrđena oštećenja armiranobetonskog dijela konstrukcije lansirne stanice na temelju provedenog pregleda. oštećenja elemenata prikazuju se po glavnim dijelovima konstrukcije, pojednostavnjeno i skraćeno u odnosu na elaborat koji se upravo izrađuje na Građevinskom fakultetu u rijeci, ali i iz prikazanog se razabiru glavna oštećenja konstrukcije i njihove posljedice na njezina preostala svojstva u odnosu na nosivost, i uporabljivost.

3.2.1 Armiranobetonski stupovi ispod razine radnog poda

stupovi na koje se oslanja radni pod i nadmorski dio armiranobetonske konstrukcije na koju se nadalje oslanja drvena krovna konstrukcija, dijelom su uronjeni u more, a dijelom se nalaze neposredno iznad morske površine. Prema podvodnom snimanju stupova i njihovih temelja, koji su obavili studenti Građevinskog fakulteta u rijeci, utvrđeno je da su stupovi najvjerojatnije temeljeni na temelje samce koji nisu vidljivi kod svih stupova pa se može pretpostaviti da su neki od njih pobijani u temeljno tlo ili su im temeljne stope prekrivene vidljivom školjerom i nasipom. na nekim stupovima ustanovljena su oštećenja u podmorskom dijelu zbog mehaničkih udara i podlokavanje temelja djelovanjem valova. obalni zid, na koji se oslanja obalni dio lansirne rampe također je djelomično podlokan. kod nekih je stupova poremećen njihov položaj, to jest nisu više vertikalni, što ima nepovoljan učinak jer se na gornje dijelove konstrukcije unose dodatne sile od kojih već postoje vidljiva oštećenja (pukotine), a mogu oslabjeti i prouzročiti gubitak stabilnosti konstrukcije.

općenito se može reći da su stupovi u svome podmorskom dijelu bitno manje oštećeni nego u nadmorskom. razlog tomu je nedostatak kisika koji je uz vlagu i dovoljnu koncentraciju kloridnih iona te dovoljnu temperaturu jedan od ključnih uvjeta za odvijanje procesa korozije čelične armature u betonu. Zbog male količine kisika u podmorskom dijelu, korozija armature jako je usporena ili je gotovo i nema. to su dijelovi konstrukcije koji se nalaze u morskom okolišu razredu izloženosti Xs2 (slike 6. i 7.).

dijelovi stupova koji se nalaze neposredno uz razinu mora, dakle u području plime i oseke i u području zapljuskivanja (razred izloženosti Xs3), znatno su više oštećeni zbog korozije armature. na njima je otpao zaštitni sloj betona nad armaturom, tako da je vidljiva armatura znatno smanjenje ploštine presjeka, ploština poprečnog presjeka armiranobetonskih stupova je zbog odlamanja zaštitnog sloja betona također smanjena, a time i njihova nosivost. na slici 8. prikazan je tlocrtni raspored armiranobetonskih stupova koji se nalaze ispod razine radnog poda, a na slici 9. vide se karakteristična oštećenja dijelova tih stupova koji se nalaze neposredno uz razinu mora.


� Slika 6. Karakterističan izgled dijela stupa Slika 7. Podlokani stup južnog okvira pod morem

� Slika 8. Tlocrtni raspored armiranobetonskih stupova ispod razine radnog poda

� Slika 9. Karakteristična oštećenja stupova nastala djelovanjem plime, oseke i zapljuskivanja


3.2.2 Armiranobetonska konstrukcija u razini radnog poda

armiranobetonska konstrukcija u razini radnog poda lansirne stanice je roštiljna konstrukcija koja se sastoji od armiranobetonskih greda na koje se u dijelu tlocrtne površine oslanja armiranobetonska podna ploča. osim betonskih elemenata u istoj ravnini nalaze se i čelični te drveni konstrukcijski elementi, no glavni nosivi elementi su armiranobetonski. na slici 11. prikazane su neke od oštećenih armiranobetonskih roštiljnih greda, a na slici 10. označen je njihov tlocrtni položaj. na roštiljnim gredama utvrđeno je da su izvedeni zaštitni slojevi betona nad armaturom nedovoljne debljine pa je stoga armatura bila izložena pojačanoj koroziji, drugdje je zbog korozije armature došlo do odlamanja zaštitnog sloja betona, beton se mrvi. na nekim mjestima uočene su pukotine preko cijelog presjeka grede prouzročene vlačnim naprezanjem, najvjerojatnije zbog promjena koje su u statičkom sustavu nastale naginjanjem donjih stupova. Valja naglasiti da su korozijom armature prouzročena oštećenja armature veća u vlačnom području greda nego u tlačnom.

� Slika 10. Tlocrtni položaj roštiljnih greda P3 do P6

� Slika 11. Roštiljne grede P3 do P6


3.2.3 Dijelovi konstrukcije iznad razine radnog poda

armiranobetonska konstrukcija iznad razine radnog poda lansirne stanice okvirna je konstrukcija prikazana na slici 5. taj dio konstrukcije se dijelom nalazi u zoni s razinom izloženosti Xs3, a dijelom je razina izloženosti Xs1. Prema tome, velik dio armiranobetonskog okvira vrlo je izložen štetnom utjecaju klorida iz mora. Pregledom ovog dijela konstrukcije utvrđena su velika oštećenja gotovo svih konstrukcijskih elemenata. Zbog mjestimično vrlo malih zaštitnih slojeva betona do armature, koji su negdje bili manji od 10 mm, i izloženosti kloridima iz mora, korozija armature je u većini konstrukcijskih elemenata započela u vrlo ranom razdoblju nakon izvedbe građevine. s obzirom na dugotrajnu izloženost djelovanju agresivnog okoliša, i oštećenja armiranobetonskog dijela konstrukcije su velika.

osim zbog navedenih uzroka, nastanak i razvoj oštećenja dodatno je potaknut loše izvedenim detaljima armiranja, osim već navedenih premalih zaštitnih slojeva, a to su: premali međusobni razmak uzdužnih šipki armature (kojeg ponegdje i nema), mali promjer spona koje su uz to na velikim razmacima, loše vođenje armature i sidrenje pojedinih debelih šipki armature na neprikladnim mjestima (slika 12.).

� Slika 12. Loše izvedeni detalji armiranja


Presjeci armature su zbog korozije znatno smanjeni, u vlačnom području greda redovito se odlomio zaštitni sloj betona, a spone u gredama i stupovima najčešće su korozijom posve uništene. na južnom armiranobetonskom okviru (slika 13.) koji je izložen djelovanju morskih valova, uočava se raspucanost betona po dubini presjeka stupova. na sljedećim slikama prikazana su neka karakteristična oštećenja armiranobetonske konstrukcije iznad razine radnog poda.

� Slika 13. Oštećenja južnog okvira

stanje betona iza armature kod unutarnjih je elemenata udaljenijih od južnog okvira malo bolje iako je armatura djelovanjem korozije jako oštećena, a zaštitni beton je na velikom dijelu površine elemenata djelovanjem korozije armature odlomljen (slika 14.).


� Slika 14. Unutarnji dijelovi konstrukcije

drvena krovna konstrukcija još uvijek postoji nad dijelom tlocrtne površine lansirne stanice, a veći dio drvene konstrukcije već se urušio. s obzirom na starost građevine i pretpostavljeno stanje materijala, postoji opasnost da se i preostali dio drvene krovne konstrukcije uruši pod djelovanjem vlastite težine i nešto jačih udara vjetra.


� Slika 15. Postojeći dio drvene krovne konstrukcije

4. RAZREDBA OŠTEĆENJA

razredba oštećenja provodi se po vrsti i intenzitetu oštećenja radi kasnijeg razredbe konstrukcijskih elemenata po skupinama, ocjene njihove preostale nosivosti i uporabljivosti, te radi odlučivanja o prikladnim sanacijskim postupcima. u tablici 1. prikazana je razredba oštećenja armiranobetonskih konstrukcija oštećenih korozijom armature, kakvu je predložilo europski odbor za beton (ceb) [2].


� Tablica 1. Razredba oštećenja prema CEB-u

Razine oštećenjaA B C D E

Promjene u boji

hrđa postoji kao u a kao u a kao u a kao u a

Pukotine malouzdužnih

uzdužne, malopoprečnih

opsežne, duge

kao u c kao u c

Ljuštenje – malo intenzivno armatura gubi vezu s betonom

kao u d

smanjenjepresjekaarmature

– –5% –10% –25% Popr. arm. (spone)izgubila presjek. Glavna djelomično još postoji.

odlamanje – – – vjerojatno prisutno

ako je razina oštećenja c ili d, potreban je hitan popravak (sanacija) ili eventualna rekonstrukcija konstrukcije. razina e predstavlja kritično stanje oštećenja, kada je potrebno hitno intervenirati.

Provedena je razredba skupina konstrukcijskih elemenata prema vrsti i funkciji konstrukcijskog elementa, agresivnosti okoliša (razredu izloženosti) i razini oštećenja (razredu oštećenja). u tablici 2. dan je zbirni rezultat provedene razredbe za glavne skupine konstrukcijskih elementa.

� Tablica 2. Razredba konstrukcijskih elemenata

Konstrukcijski elementi Oznaka na dispoziciji

Razred izloženosti

Razred oštećenja

Udio razreda oštećenja

stupovi okvira u prvom redu os 11 – s1 i s2 Xs3 e 100%Greda okvira u prvom redu os 11 G1 Xs3 e 70%stupovi okvira u drugom redu os 22 s1 i s2 Xs3 d

e40%60%

Greda okvira u drugom redu os 22 G Xs3 d 30%stupovi okvira u trećem redu os 33 s1 i s2 Xs3 d

e30%70%

Greda okvira u trećem redu os 33 G Xs3 e 80%stupovi okvira u četvrtom redu os 44 s1 i s2 Xs3 d

e50%50%

Greda okvira u četvrtom redu os 44 G Xs3 d 60%armiranobetonska konstrukcija u razini radnog poda

abrP Xs3 de

80%20%

armiranobetonski stupovi ispod razine radnog poda

sIrm Xs2Xs3

abde

40%20%10%30%

Prema razinama oštećenja prikazanima u tablici 2., zaključuje se da je potrebno hitno sanirati oštećenu armiranobetonsku konstrukciju lansirne stanice.


5. PROCJENA PRODIRANJA KLORIDA U BETON I KOROZIJE ARMATURE U PROTEKLOM VREMENU

5.1 Općenito

kloridi difuzijom prolaze kroz zaštitni sloj betona do armature. kada koncentracija klorida (kloridnih iona cl–) prekorači vrijednost od 0,4% mase cementa, kloridi razaraju pasivni sloj oko šipke armature i prouzročuju koroziju. Vrijednost količine klorida pri kojoj nastupa korozija armature prema istraživanjima varira u ovisnosti o vrsti betona ili cementa, ali je navedena veličina (0,4%) najčešće prihvaćena kao granična količina klorida pri kojoj nastupa korozija čelične armature u betonu.

količina klorida u betonu u uporabnom vijeku konstrukcije mijenja se po dubini i u vremenu prema drugom fickovom zakonu difuzije:

, (1)

gdje je C koncentracija kloridnih iona, x je dubina od slobodne površine betona, a t je vrijeme.

analitičko rješenje jednadžbe (1) dano je uz pretpostavku konstatntne površinske koncentracije klorida s pomoću izraza:

, (2)

gdje je:

C(x, t) – koncentracija kloridnih iona na udaljenosti x od površine betona

Co – koncentracija kloridnih iona na površini betona

– funkcija pogreške

D – koeficijent difuzije

t – vrijeme.

Za koeficijent difuzije i koncentraciju kloridnih iona na površini betona promjenljive u vremenu, rješenje problema difuzije postaje složenije [3].


5.3 Proračun sadržaja klorida po dubini prema modelu LIFE-365 [4]

Proračunava se sadržaj klorida, to jest koncentracija kloridnih iona po dubini betona uz pretpostavku sljedećih podataka o svojstvima betona i uvjetima okoliša:

– koeficijent difuzije betona za 350 kg cementa po 1 m3: dcl = 5 ∙ 1012 m2/s

– kritični sadržaj klorida u betonu (koncentracija kloridnih iona cl) za početak korozije armature: ct = 0,07 % na masu betona (0,4% na masu cementa)

– vodocementni omjer: v/c = 0,55

– najveća površinska koncentracija kloridnih iona: cs = 0,8 % na masu betona

– vrijeme nastanka najveće površinske koncentracije kloridnih iona cs je 0,8 godina.

Pretpostavljeni podaci određeni su temeljem iskustava prikupljenih na temelju istražnih radova provedenih na drugim konstrukcijama i literaturnih podataka [5]. na slici je prikazan dijagram sadržaja klorida na dubini u trenutku kad je na dubini 30 mm od površine betona dostignuta kritična koncentracija kloridnih iona. Za pretpostavljene podatke to se dogodilo već za 1,7 godinu nakon izvedbe konstrukcije. Procijenjeno vrijeme proteklo do nastanka uvjeta za koroziju armature je, prema tome, svega 1,7 godina.

� Slika 16. Sadržaj klorida po dubini betona u trenutku dostizanja kritične koncentracije na dubini od 30 mm


� Slika 17. Vađenje betonskog uzorka (valjka)

� Slika 18. Izvađeni i označeni betonski uzorak


u međuvremenu je iz armiranobetonske konstrukcije lansirne stanice izvađen reprezentativan broj uzoraka betona (valjaka) ako bi se na temelju laboratorijskih ispitivanja koja su u tijeku dobili pouzdaniji podaci o permeabilnosti i mehaničkim svojstvima betona, te o sadržaju klorida u betonu za razne dijelove konstrukcije (slike 17. i 18.). ovi podaci koristit će se poslije u detaljnim analizama i proračunima konstrukcije, kao i za odlučivanje o prijedlogu sanacij skog rješenja.

5.4 Napredovanje korozije čelične armature u vremenu

Primjenom faradayeva zakona može se proračunati gubitak mase čelika na jedinicu oplošja armature, uz pretpostavku da je brzina korozije icorr (ma/cm2) konstantna u vremenu t:

, (3)

gdje je:m – gubitak mase na jedinicu oplošja (g/cm2)M – relativna atomska masa (g/mol)t – vrijeme trajanja korozije (s)j – valencijaF – faradeyeva konstanta (96500 c/mol).

Prema faradeyevu zakonu, brzina korozije od 1,0 ma/cm2 približno odgovara gubitku presjeka šipke od ugljičnog čelika od 0,0116 mm godišnje. na taj način može se proračunati dubina korozije armature:

Px = 0,0116 . icorr . t, (4)

gdje je:

Px – dubina korozije armature u mm

t – vrijeme u godinama proteklo od početka korozije

icorr – srednja vrijednost brzine korozije u ma/cm2, u vremenu t, najmanje u za razdoblje od jedne godine.

u ovisnosti o uzroku korozije, korozija čelika za armiranje i njezin utjecaj na presjek armature veoma se razlikuju. Homogena korozije svojstvena je karbonati zaciji, dok kloridi prouzrokuju lokalnu koroziju poznatu kao točkasta ili “pitting”) korozija koja je uzrok znatnom smanjenju presjeka armature. Preostali promjer armature računa se po izrazu:


ø = ø0 – αPx, (5)

gdje je α koeficijent ovisan o vrsti korozije. kod homogene korozije α se kreće do 2, a kod lokalne (“pitting”) može biti do 10.

� Slika 19. Razlika između homogene i lokalne korozije

u nedostatku rezultata mjerenja korozije, može se uzeti reprezentativna vrijednost prema tablici 3. predloženoj u literaturi [1].

� Tablica 3. Reprezentativne vrijednosti brzina korozije

RAZREDI IZLOŽENOSTI icorr (µA/cm2)XS1 Vjetrom nošena morska voda 2,75XS2 stalno uronjeno u morsku

vodune očekuje se korozija osim u slučaju lošeg betona ili malog zaštitnog sloja, ipak uzeti 0,50

XS3 Područje plime i oseke te zapljuskivanja

7,00

5.5 Utvrđivanje dubine korozije i preostale ploštine presjeka

Provedeno je vlačno ispitivanje nekoliko uzoraka korodirane armature [7]. uzorci armature uzeti su s donje strane konstrukcije radne platforme, dakle u ekstremnim uvjetima korozije (razred izloženosti Xs3). Ispitivanjem je utvrđena najmanja granica popuštanja od 255,47 mPa i najmanja vlačna čvrstoća od 362,17 mPa, što odgovara mehaničkim svojstvima prirodnog čelika. Ispitana mehanička svojstva korodirane armature određena su u odnosu na preostalu ploštinu presjeka korodiranih armaturnih šipki. Ispitani uzorci imali su procijenjenu smanjenu ploštinu presjeka u odnosu na izvornu od 30 do 40 %.

ako se pretpostavi da je razdoblje napredovanja korozije armature t = 80 godina – ti = 78 godina, može se proračunati srednja dubina korozije armature: Px = 0,0116 ∙ 7 ∙ 78 = 6,334 mm, i preostali promjer armature za pretpostavljeni izvorni promjer armature 22 mm i α = 5; f = 22 5 ∙ 6,334 = 9,67 mm!


Prema prethodno analizi, armatura bi na mjestima udubljenja od korozija (“pitting”) trebala biti potpuno presječena. to se, međutim, nije dogodilo, što se može objasniti zaštitnim djelovanjem sloja produkata korozije na armature i nedostatkom elektrolita u okolišu armature nakon otpadanja zaštitnog sloja betona. u razredu izloženosti Xs1 stanje armature nešto je povoljnije, dok je uronjenim dijelovima zbog nedostatka kisika korodiranost armature najmanja (razred Xs2), kao što se vidi u tablici 3.

5. ZAKLJUČAK

na temelju provedenog pregleda i rezultata do sada provedenih ispitivanja, može se zaključiti da je potrebna hitna sanacija konstrukcije lansirne stanice za torpeda u rijeci jer joj prijeti urušavanje. Prema provedenoj rezredbi oštećenja pojedinih skupina konstrukcijskih elemenata po metodologiji europskog odbora za beton (ceb), stanje nosive armiranobetonske konstrukcije je kritično. Potrebno je što prije sanirati konstrukciju lansirne stanice kako bi se, po svemu sudeći, u zadnji trenutak uspjelo spasiti ovaj vrijedan spomenik riječke industrijske baštine.

rezultati provedenog pregleda konstrukcije i razredbe djelovanja iz okoliša te oštećenja konstrukcijskih elementa koristit će se i u daljnjoj detaljnoj ocjeni postojećeg stanja nosive konstrukcije koja uključuje proračune nosivosti i uporabljivosti konstrukcije za sva predvidljiva djelovanja (opterećenja). u proračunima konstrukcije i promišljanja postupaka sanacije potrebno je uzeti u obzir preostala svojstva degradiranog materijala, to jest betona i čelika za armira nje. u tu svrhu provode se opsežna ispitivanja uzoraka materijala izvađenih iz konstrukcije.

nakon u ovom članku opisanog pregleda konstrukcije, dosadašnjih rezultata ispitivanja, razredbe oštećenja i donesenih zaključka, nastavljaju se daljnje analize i proračuni konstrukcije te promišljanje mogućih sanacijskih rješenja, što će rezultirati prijedlogom o mogućnostima sanacije konstrukcije. u tu svrhu koristit će se preostala svojstva degradiranog materijala, betona i čelika za armiranje, utvrđena do sada provedenim i na temelju opsežnih laboratorijskih ispitivanja koja se upravo provode.

LITERATURAnacrti postojećeg stanja konstrukcije lansirne stanice torpeda u rijeci, IGH d.d. Pc

rijeka, rn 55316u7039, rijeka 2005.andrade, c.; alonso, c.; Gonzales, j.a.: Approach to the calculation of residual life in

corroding concrete reinforcements based on corrosion intensity values, 9th european congress of corrosion, ultrech, neutherlands, oct. 1989.


bjegović, d.; Durability design for reinforced concrete structures, sixth canmet/acI International conference on durability of concrete / V.m. malhotra (ur.), acI Inernational, Grčka, Thessaloniki, 2003, 73775.

Life365, computer program for predicting the service life and lifecycle costs of reinforced concrete exposed to chlorides, 2000.

bentz, d.P.; Database of Values for Concrete Chloride Ion Diffusivity, <http://ciks.cbt.nist.gov/~bentz/clcp0062.html> (pristupano 27.05.2003).

CONTECVET, A validated users manual for assessing the residual life of concrete structures – Manual for assessing corrosion-affected concrete structures, Instituto eduardo toroja, ec innovation programme In30902I, madrid, 2000.

Izvještaj o vlačnom ispitivanju korodirane armature lansirne stanice torpeda u rijeci, IGH d.d. Pc rijeka, broj 5111m35/05, rijeka 2005.

Summary

The world’s first torpedo was produced here in Rijeka back in 19th century and in or-der to provide the final testing of the product the present launch pad was constructed in 1920s. As an important facility of the torpedo factory, this building nowadays makes a valuable monument of Rijeka’s rich industrial heritage. Faculty of Civil En-gineering of the University of Rijeka has joined the initiative to protect this building from further decay, repair it and re-define its function in the light of its historical role and significance. The building is situated in very specific conditions: one part of it rests on coastal foundations, while the rest of it is supported by the concrete columns founded directly on the seabed in a way that most of the structure lies just above the sea level. In the present maritime conditions the steel reinforcement in the concrete structure has been subject to corrosion induced by chloride ions which has caused a progressive decay of the reinforced concrete structure during such a long period of time. Overall damage of the structure caused by such corrosion is considerable. In this work, the results of the testings and the damage classification are shown in more detail. We consider these to be the important initial basis needed to model the current state of the launch pad structure and consider the possibilities and limitations of the repair procedures suitable in the context of its unquestionable historical significance.

Key words: reinforced concrete structure, testing properties of deteriorated mate-rial, damage classification, reinforcement corrosion, marine environment, estimate of current condition

Documents

konstrukcIja bIVše LansIrne stanIce Za torPeda u rIjecI ... · PDF filebetonske nosive konstrukcije u morskom okolišu potaknuta je kloridnim ionima i