PS 12 2015 WWW 95PRZEGLĄD SPAWALNICTWA Vol. 87  12/2015 Dostosowanie polskich doświadczeń w zakresie nieniszczącej oceny wytrzymałości betonu do wymagań PN-EN Adapting Polish experience in the non-destructive evaluation of the strength of concrete to requirements PN-EN Prof. dr hab. inż. Leonard Runkiewicz, mgr inż. Jan Sieczkowski – Instytut Techniki Budowlanej. Autor korespondencyjny/Corresponding author: l.runkiewicz@itb.pl Streszczenie Poprawa jakości produkowanego betonu nie zawsze przekłada się na jakość wykonania elementów konstruk- cji. Zła jakość betonu była przyczyną wielu awarii i kata- strof obiektów budowlanych. Rosnące wymagania dotyczące jakości konstrukcji żelbetowych stwarzają m.in. potrzebę stosowania me- tod kontroli „in situ”. Wśród takich metod kontroli prym wiodą nieniszczące metody badawcze, szczególnie wy- trzymałości betonu. W artykule przedstawiono analizę zagrożeń bezpie- czeństwa w budownictwie oraz próbę dostosowania wie- loletnich polskich doświadczeń w zakresie nieniszczącej oceny wytrzymałości betonu – metod sklerometrycz- nych - do wymagań PN-EN. Słowa kluczowe: : wytrzymałość betonu, metody nieniszczące, metody sklerometryczne Abstract The improvement of the quality of produced concrete not always transfers itself into the quality of the workman- ship of structural elements. The poor quality of concrete caused many damages and disasters of civil structures. Growing of the requirements concerning the quality of reinforced concrete structures among others need of applying methods of monitoring “in situ”. Non-destruc- tive research methods are the leader among such meth- ods of monitoring, particularly strengths of concrete. In the article was described analysis of safety threats in the construction and attempt to adapt long-standing Polish experience in the non-destructive evaluation of the strength of concrete - sclerometric methods - to re- quirements PN-EN. Keywords: concrete strength, non-destructive methods, sclerometric methods Wstęp Stosowane obecnie w Polsce nowoczesne technologie wykonywania żelbetowych konstrukcji obiektów budow- lanych na ogół spełniają wysokie wymagania na poziomie światowym. Jednak, ze względu na duży zakres i różnorod- ność realizowanych obiektów budowlanych występują róż- norodne problemy projektowe, realizacyjne i eksploatacyjne. Niemal wszystkie obiekty o konstrukcji żelbetowej wy- konywane są w technologii monolitycznej, wykorzystującej nowoczesne techniki deskowaniowe. Szacuje się, że poniżej 20% obiektów wykonywanych jest w technologii prefabryko- wanej lub mieszanej prefabrykowano-monolitycznej. Obecnie betony konstrukcyjne do realizowanych obiektów wykonywane są w ponad 70% w wytwórniach z zachowa- niem kontroli jakości produkcji betonu. Pomimo wzrostu po- ziomu jakości produkowanego betonu w nowoczesnych wa- runkach, jego jakość w elementach konstrukcji obiektów jest często znacznie gorsza. W celu jej polepszenia niezbędne są dalsze prace nad prawidłowością realizacji w zakresie tech- Leonard Runkiewicz, Jan Sieczkowski nologii, techniki i organizacji, z wykorzystaniem elementów zespolonych oraz nowe i skuteczne metody kontroli „in situ”. Rosnące wymagania dotyczące jakości konstrukcji żel- betowych oraz ciągły postęp w budownictwie stwarzają potrzebę stosowania nowych, coraz bardziej zaawansowa- nych technologii i metod kontroli „in situ”. Wśród metod kontroli „in situ” największe znajdują różno- rodne nieniszczące metody badawcze ukierunkowane i przy- stosowane do rozwiązywania i kontroli realizacji wyżej wymie- nionych problemów, a szczególnie wytrzymałości betonu. Ponadto na potrzebę szerokiego stosowania nieniszczą- cych metod badawczych podczas realizacji i eksploatacji wskazuje zbyt duża liczba zagrożeń bezpieczeństwa i awarii konstrukcji żelbetowych. W referacie przedstawiono analizę zagrożeń bezpieczeń- stwa w budownictwie oraz dostosowanie wieloletnich pol- skich doświadczeń w zakresie nieniszczącej oceny wytrzy- małości betonu do wymagań PN-EN. 96 PRZEGLĄD SPAWALNICTWA Vol. 87 12/2015 Analiza zagrożeń i awarii konstrukcji żelbetowych Zła jakość i trwałość materiałów oraz niezawodność konstrukcji budowlanych w decydujący sposób wpływają na powstawanie zagrożeń, awarii i katastrof budowlanych. Jak wykazały wieloletnie analizy zagrożeń, awarii i katastrof budowlanych prowadzone przez Instytut Techniki Budow- lanej, materiały budowlane oraz połączenia konstrukcyjne stanowiły bardzo ważny czynnik w powstawaniu zagrożeń, awarii i katastrof. Zła jakość materiałów była przyczyną zagrożeń, awarii i katastrof w różnych typach konstrukcji budowlanych oraz różnych budynkach lub budowlach inży- nierskich. Rodzaje konstrukcji budowlanych w jakich wystąpiły za- grożenia, awarie i katastrofy w ostatnich 40 latach w Polsce pokazano na rysunku 1. Suma procentów w poszczególnych kolumnach może być mniejsza od 100 ze względu na nie ujęcie wszystkich ro- dzajów przypadków, lub może być większa od 100 ze wzglę- du na rozległy charakter awarii lub katastrof obejmujący kil- ka typów technologii lub elementów. Typy konstrukcji budowlanych w jakich wystąpiły zagro- żenia, awarie i katastrofy w ostatnich 40 latach w Polsce po- kazano na rysunku 2. Rys. 1. Udział procentowy awarii i katastrof w latach 1962-2013 we- dług podziału na rodzaje budownictwa. Fig. 1. Damages and disasters in the period 1962-2013 according to construction type Rys. 2. Udział procentowy awarii i katastrof w latach 1962-2013, we- dług podziału na typy konstrukcji budowlanych Fig. 2. Damages and disasters in the period 1962-2013 according to structure type Rys. 3. Udział procentowy awarii i katastrof w latach 1962-2013 we- dług podziału ze względu na materiały Fig. 3. Damages and disasters in the period 1962-2013 according to applied materials Udział procentowy zagrożeń, awarii i katastrof powsta- łych z powodu złych materiałów pokazano na rysunku 3. Zgodnie z aktualnymi przepisami międzynarodowymi, żelbetowe wyroby i elementy powinny posiadać odpowied- nie cechy fizyczne i wytrzymałościowe pozwalające na speł- nienie wymaganych stanów granicznych nośności i użyt- kowalności w zaprojektowanych obiektach budowlanych przez cały okres ich eksploatacji [8,9]. Do oceny cech fizycznych i wytrzymałościowych w róż- nych fazach realizacji i eksploatacji coraz szerzej stosowa- ne są metody nieniszczące. Złożoność zagadnień związanych z bezpieczeństwem, niezawodnością i trwałością nowoczesnych konstrukcji żel- betowych w warunkach użytkowania wymaga rozwoju i do- skonalenia specjalistycznych metod badawczych. Diagnostyka i ocena elementów żelbetowych wymaga stosowania optymalnych metod badawczych „in situ”, po- zwalających na ocenę stanów granicznych obiektu budow- lanego z dostateczną dokładnością w całym okresie realiza- cji i eksploatacji. Generalnie, właściwości wyrobów, elementów i obiektów budowlanych według przepisów Unii Europejskiej ustala- ne są przez wymagania podstawowe, określane normami i aprobatami technicznymi [3,5,7,8]. Właściwości wyrobów, elementów i obiektów budow- lanych pozwalają na ocenę bezpieczeństwa, trwałości i niezawodności konstrukcji budowlanych. Dotyczy to tak- że konstrukcji żelbetowych zarówno w czasie realizacji jak i w czasie eksploatacji. Niezawodność i trwałość konstrukcji żelbetowych Niezawodność elementów i konstrukcji żelbetowych wy- maga aby nie były przekroczone stany graniczne elementów lub całych konstrukcji w obszarach najbardziej obciążonych lub wytężonych, w całym okresie eksploatacji [3÷5]. Stany graniczne nośności konstrukcji żelbetowych lub ich elementów wyrażają generalnie nierówności typu: Sd.≤.Rd gdzie: Sd – obliczeniowa wielkość sił wewnętrznych, Rd – obliczeniowa nośność. Natomiast stany graniczne użytkowalności konstrukcji, najczęściej ugięcia, zarysowania, odkształcenia, itp. wyra- żają nierówności typu: Ed.≤.Cd gdzie: Ed – odkształcenia, ugięcia, szerokości rozwarcia rys, względ- nie inne parametry użytkowalności Cd –wartości graniczne kryterium użytkowalności konstrukcji Wytrzymałości charakterystyczne materiałów fk w eks- ploatowanych konstrukcjach przyjmować należy zgodnie z badaniami w naturze. (1) (2) 97PRZEGLĄD SPAWALNICTWA Vol. 87  12/2015 Zakres nieniszczących metod badań Do badań i kontroli wymienionych cech elementów w no- woczesnych konstrukcjach żelbetowych, wpływających na trwałość, ocenę nośności i niezawodności konstrukcji udo- skonalane i rozwijane są m. in. następujące specjalistyczne metody: – ultrasonograficzne i sklerometryczne do ocen cech wy- trzymałościowych i strukturalnych betonu w elementach, – ultrasonograficzne i emisji akustycznej do ocen jedno- rodności i struktury betonu, – elektryczne i elektrochemiczne do ocen wilgotności i ko- rozji betonu, – interferometrii do ocen struktury betonu w konstrukcji, – holograficzne i magnetyczne do ocen struktury i wtrąceń w betonie wbudowanym, – radiologiczne do ocen wilgotności i ciężaru betonu w konstrukcji, – radarowe i termograficzne do ocen struktury elementów, – radiograficzne z wykorzystaniem betatronów i mikrotro- nów, tomografii komputerowej, radiometryczne (gam- ma), oporu elektromagnetycznego, elektroakustyczne, spektroskopii, przepuszczalności gazu, transmisji ciepła, optyczne, itp. do ocen innych wybranych ważnych cech betonu i ich zmiany w czasie oraz położenia i ilości zbro- jenia w elementach żelbetowych. Badania jakości betonu w elementach i konstrukcjach budowlanych Charakterystyka metod badawczych Metody te są metodami pośrednimi, opartymi na zależ- nościach empirycznych pomiędzy mierzonymi wielkościami fizycznymi, a poszukiwanymi cechami materiałów. Metody te wymagają zatem wstępnego skalowania aparatury po- miarowej i urządzeń badawczych. Do normowej oceny zmian wytrzymałości betonu w ele- mentach i konstrukcjach stosuje się najczęściej nienisz- czące metody ultradźwiękowe i sklerometryczne [1÷7]. Na- tomiast do oceny trwałości, niezawodności oraz stanów granicznych elementów i konstrukcji (według wzorów 1 i 2), wykonanych według nowoczesnych technologii stosuje się w Polsce od szeregu lat nieniszczące metody zgodnie z nor- mami i instrukcjami [1÷15]. W badaniach nieniszczących betonu wielką rolę odgrywa- ją dobory właściwych zależności korelacyjnych. Jak wyka- zała dotychczasowa praktyka, zależności empiryczne (kore- lacyjne) są bardzo zróżnicowane, a ich błędne stosowanie obniża dokładność oceny nawet do ok. 100%. Zmiany wytrzymałości i jednorodność betonu określa się za pomocą metod nieniszczących i statystycznej analizy wyników pomiarów, w oparciu o zależności empiryczne waż- ne dla danego rodzaju betonu w badanej konstrukcji. Dotychczas ocenę wytrzymałości gwarantowanych beto- nu fcG (RbG) i klasy betonu przeprowadza się w zależności od liczby pomiarów (lub odwiertów). Przy statystycznej ocenie gwarantowane wytrzymałości określa się z zależności empi- rycznych, ważnych dla określonych technologii betonu, jako wytrzymałości minimalne. Według dotychczasowych polskich wymagań, dla za- pewnienia oceny wytrzymałości betonu z wymaganą tech- nicznie dokładnością (błąd oceny nie większy niż 20%) dokładność związku empirycznego powinna wykazywać współczynnik korelacji większy od 0,75 lub względne kwa- dratowe odchylenie przy doborze krzywej hipotetycznej powinna być mniejsze 12% [1÷15]. Dotychczas w badaniach diagnostycznych w Polsce sto- sowało się często przybliżony sposób wyznaczania związ- ków empirycznych. Powszechnie jest uznane, że zależności empiryczne po- między wytrzymałością betonu, a wielkościami mierzonymi metodami nieniszczącymi są zależne od wielu parametrów charakteryzujących badany beton w konstrukcji [1÷15]. Rozwój technologii betonu oraz stosowanie coraz to nowych składników do jego produkcji wpływa zasadniczo na charakter i przebieg powyższych zależności. Opracowano szereg zależności służących do nienisz- czącej kontroli betonu „in situ”, które są wykorzystywane w diagnostyce elementów konstrukcji żelbetowych [3÷15] – rysunki 4 i 5. Rys. 4. Przykłady charakterystycznych zależności fc – V dla metody ultradźwiękowej Fig. 4. Examples of fc – V relations for the ultrasonic method Rys. 5. Przykładowe zależności empiryczne fc – L dla sklerometrów Schmidta typu N Fig. 5. Examples of fc – L relations for the sclerometric method Są to zależności specjalne, m.in. dla betonów wysokich wy- trzymałości z kruszywem żwirowym oraz betonów z kruszywem keramzytowym, glinoporytowym, drobnoziarnistym, z popiołami lotnymi i innymi dodatkami. Charakter tych zależności wskazu- 98 PRZEGLĄD SPAWALNICTWA Vol. 87 12/2015 Przykładowe zależności, jakie uzyskano z przeprowadzo- nych badań ponad 2000 próbek przy położeniu osi przyrządu α=0 (ściana) podane są w pracach [1÷15] oraz przedstawio- ne na rysunkach 6 i 7. Rysunek 6 przedstawia wyniki badań wykonanych młotkiem Schmitta typu N, a rysunek 7 – młot- kiem typu L. Ponadto dla polskich warunków opracowano zależności empiryczne dla młotków Schmidta typu P i M. Po dalszych badaniach, analizach porównawczych prze- prowadzonych przez wiele ośrodków naukowych oraz uzy- skanych z szerokiej praktyki badań technicznych takich ele- mentów jak: fundamenty, ściany, słupy, płyty, belki, kominy, zbiorniki, wieże, silosy, zapory itp. oraz po dodatkowych mo- dyfikacjach przystosowujących je do rozwijających się tech- nologii betonów, próbek kostkowych 15x15x15 cm, odwiertów od Ø5 do Ø15 cm, a także nowych zasad oceny jakości i kla- syfikacji konstrukcyjnej betonów opracowano metody oceny: – wytrzymałości średniej, – wytrzymałości minimalnej, – odchylenia standardowego wytrzymałości, – współczynnika zmienności wytrzymałości oraz – wytrzymałości gwarantowanej (klasy betonu) równej wy- trzymałości minimalnej. Wytrzymałość średnia stanowi statystyczną średnią wy- trzymałości betonu w elemencie lub konstrukcji jako zmien- ną zależną od wyników badań nieniszczących (sklerome- trycznych, ultradźwiękowych). Wytrzymałość minimalna (wytrzymałość gwarantowana) betonu w elemencie lub konstrukcji jako zmienna zależna od rozkładu statystycznego wyników badań nieniszczących (sklerometrycznych, ultradźwiękowych) przy 95% prawdo- podobieństwa nieprzekraczania tej wartości. Rys. 6. Zależności empiryczne dla młotków Schmidta typu N (α=0) do oceny wytrzymałości betonu podane dla warunków polskich [7] Fig. 6. Empirical relationships for the rebound hammer type N (alfa=0) for the assessment of the concrete strength applied in Po- lish conditions [7] je na bezwzględną konieczność dokładnego lub przybliżonego ustalania ich dla każdego rodzaju betonu w konstrukcji. Szczególnie wielką rolę w badaniach nieniszczących no- woczesnych betonów w konstrukcjach odgrywają dobory właściwych krzywych korelacyjnych. Jak wykazała dotych- czasowa praktyka, zależności empiryczne (krzywe korela- cyjne) są bardzo zróżnicowane, a ich błędne stosowania obniżają dokładności ocen nawet o ok. 80%. Zwiększenia dokładności oceny wytrzymałości betonu w konstrukcji można również uzyskać przez kompleksowe zastosowanie kilku metod pomiarowych. Stosowane rów- nocześnie metody powinny mierzyć różne cechy fizyczne i strukturalne betonu. Przy analizie otrzymuje się najpierw częściowe staty- styczne wskaźniki wytrzymałości według każdej metody, a następnie dokonuje się oceny kompleksowej. Ostateczna ocena statystycznych wskaźników wytrzymałości betonu zależy od wzajemnych związków pomiędzy częściowymi statystycznymi wskaźnikami wytrzymałości, określonymi poszczególnymi metodami [3÷5,15]. Zasady badań nieniszczących jakości betonu Zasady i warunki stosowania metod nieniszczących do badań betonu w konstrukcjach żelbetowych „in situ” określają normy EN, normy różnych krajów oraz Polskie Nor- my i instrukcje [1÷15]. Zasadniczymi elementami Polskich Norm i instrukcji są zasady: – realizacji badań elementów i konstrukcji „in situ”, – interpretacji wyników badań. W realizacji badań szczególną uwagę kieruje się na wybór miejsc reprezentatywnych dla konstrukcji oraz poprawne wykonywanie pomiarów ultradźwiękowych lub sklerome- trycznych. Przy wyborze miejsc pomiarów szczególną uwa- gę zwraca się na: – dostateczną grubość i sztywność badanych elementów takich jak: belek, słupów, ścian, płyt, podłoży pod posadz- ki, itp., – zwartą jednorodną strukturę betonu w miejscu wykony- wania pomiaru, oraz – zniszczenia powierzchniowe betonu. Przy poprawnej interpretacji szczególną uwagę zwraca się na: – dostateczną liczbę miejsc pomiarowych, – dobory krzywych korelacyjnych dla badanych betonów, szczególnie wykonywanych według specjalnych techno- logii, – wykonywanie odwiertów w elementach w celu dokład- niejszego skalowania metod nieniszczących, – przyjmowanie współczynników korekcyjnych po należy- tym ich uzasadnieniu, – ocenę wytrzymałości gwarantowanych, charakterystycz- nych i obliczeniowych zgodnie z Polskimi Normami, – kompleksowe stosowanie metod badawczych. Metody nieniszczące do oceny wytrzymałości betonu dotychczas stosowane w Polsce W Polsce metody nieniszczące do oceny wytrzymałości betonu stosowane są od ok. 1960 r. Na podstawie obszernych badań ponad 2000 próbek oraz badań stosowanych, opracowane zostały 3 instrukcje do takiej oceny betonu [1÷15]. Po kilku latach intensywnego stosowania metod nieniszczących, opracowano odpowied- nie 2 normy PN [1÷15] dla metod sklerometrycznych oraz ultradźwiękowych. Oznaczenie liczby odbicia przez L wg dotychczasowych Polskich Norm i polskiej literatury. 99PRZEGLĄD SPAWALNICTWA Vol. 87  12/2015 Natomiast odchylenie standardowe i współczynnik zmienności wytrzymałości są wielkościami statystycznymi wyznaczanymi przy założeniu również rozkładu Gaussa. Polskie Normy [1÷15] dopuszczały również przybliżony sposób wyznaczania zależności empirycznych dla określo- nych populacji betonów, wprowadzając do celów eksperty- zowych współczynnik Ck do zależności bazowych. Wytrzy- małość betonu wyznaczano więc ze wzoru: fc=Ck·fcb przy ograniczeniu jego stosowania do wartości względnego odchylenia standardowego określonego zależnością: υk ≤ 12% Zwiększone względne odchylenie standardowe obniżało ostateczną ocenę wskaźników wytrzymałości betonu i jej klasy [1÷6]. Na rysunkach 6 i 7 pokazano również zależności okre- ślone w sposób przybliżony (metoda II) przy współczynniku Ck=1,5 (krzywa 1,5 (PN). Ocena wytrzymałości betonu w konstrukcji według PN-EN Procedury oceny wytrzymałości na ściskanie metoda- mi nieniszczącymi podano w PN-EN 13791[10]. Metody te mogą być stosowane, po przeprowadzeniu wzorcowania Rys. 7. Zależności empiryczne dla młotków Schmidta typu L (α=0) do oceny wytrzymałości betonu dla warunków polskich [7] Fig. 7. Empirical relationships for the rebound hammer type L (alfa=0) for the assessment of the concrete strength applied in Po- lish conditions [7] (3) na odwiertach. Zostały one opisane w pracach [1÷15]. Krzywa skalowania proponowana w [10] w przypadku badań sklerometrycznych jest zbliżona do krzywej podanej w instruk- cji ITB [14], która jest dolną obwiednią krzywych skalowania. Przebieg krzywej zalecanej w przepisach polskich lepiej odwzo- rowuje rzeczywisty przebieg zależności, bowiem w badaniach obserwuje się wzrost jej stromości przy wyższej wytrzymałości betonu. Stąd z zasady nie rekomenduje się metody sklerome- trycznej do badania betonów wyższych klas, od B60. W PN-EN 13791[10] przyjmuje się dużą liczbę próbek n ≥ 9 stanowiących podstawę kalibracji zależności fR- fL. Do przy- bliżonego skalowania wystarczająca wydaje się być liczba par wyników n ≥ 3, podobnie jak miało to miejsce w przepi- sach krajowych stosowanych do metody sklerometrycznej i ultradźwiękowej przy spełnieniu podanych tam warunków. Parametr przesunięcia krzywej bazowej proponowany przez [10] przy spełnieniu podanych tam warunków zależny jest od współczynnika k1≥1,48 wynikającego z metody funk- cji charakterystycznych i oblicza się go jako wartość różnic Δf funkcji charakterystycznych. W związku z powyższym w pracy [2 i 9] zasugerowano aby wartości przesunięcia Δf przyjmować jako górne oszacowanie przedziału ufności wartości średniej δfm(n). Wartość ta szacowana jest na po- ziomie ± 0,15 δfm(n) nie tylko w literaturze krajowej, ale rów- nież w badaniach amerykańskich. Wtedy cytując za pracami [1÷15] wartość przesunięcia równoległego krzywej bazowej wynosi Δf = 0,85 δfm(n). Analogicznie jak w instrukcji ITB [14] wartość δfm(n) można obliczyć operując średnimi wartościa- mi wytrzymałości na ściskanie, wyznaczonymi na próbkach odwiertach fm(n),is i z podstawowej krzywej bazowej fR (w kra- jowych przepisach przyjmowano w miejsce współczynnika addytywnego Δf współczynnik korekcyjny Ck). Propozycje dalszego stosowania metod nieniszczących Postanowienia normy [10] nie precyzują, przy jakich wartościach rozrzutów wyniki badań można uznać za wiarygodne. Można posiłkować się krajowymi tradycjami w tym zakresie. Jeżeli za podstawowe uzna się badanie wy- trzymałości na próbkach odwiertach, to wyniki pomiarów pośrednich uzyskanych w stosunkowo dużej liczbie miejsc konstrukcji mogą stanowić istotną informację w przypadku ograniczonej liczby próbek odwiertów (n<6). Wyniki badań nieniszczących współczynnika zmienności wytrzymałości oznaczonych na podstawie pomiarów pośrednich świadczą, że próbki odwierty są w pełni reprezentatywne i wyniki ich badania należy uznać za miarodajne. W przypadku niespeł- nienia tych warunków, należy pobrać dodatkowe odwierty z miejsc o zaniżonej wytrzymałości, oszacowanej na pod- stawie pomiarów sklerometrycznych, a następnie dokonać oceny wytrzymałości betonu w konstrukcji na podstawie zwiększonej liczby próbek-odwiertów. Przy ocenie wytrzymałości betonu w elementach pocho- dzących z jednego rodzaju betonu proponuje się, na podsta- wie dotychczasowych doświadczeń, uwzględnić dotychcza- sowe zasady Polskich Norm i instrukcji w zakresie oceny wytrzymałości gwarantowanej i klasy betonu [1÷15]. Na podstawie dotychczasowych badań dla metody skle- rometrycznej można też, przyjmując zależności wg PN-EN [10] lub podane w pracach [1÷7,9,13÷15], obliczać fmin jako odpowiednik wytrzymałości gwarantowanych wg wzoru: fmin = fc G = fm – 1,64 Δf gdzie: fcG – wytrzymałość gwarantowana betonu w elemencie (4) (5) 100PRZEGLĄD SPAWALNICTWA Vol. 87 12/2015 wg [1÷7, 9,13÷15], fm – wytrzymałość średnia betonu w elemencie obliczana zgodnie z [1÷7,9,13÷15], Δf – odchylenie standardowe wytrzymałości betonu w ele- mencie z badań sklerometrycznych wg wzoru: Δf.=.Rm.•.νR.•.b νR – współczynnik zmienności liczb odbicia dla elementu (dla przyjętego oznaczenia liczby odbicia R) wg wzoru: b.– parametr wolny zależności liniowej wg PN-EN [10]. sR.– odchylenie standardowe liczb; oblicza się go wg wzoru: Rm.–.średnia liczba odbicia dla elementu (6) m R R R s =ν (7) ∑ − − = 2)( 1 1 mnR RRn s (8) Wnioski Do najważniejszych problemów badawczych, związanych z wyznaczaniem wytrzymałości betonu w konstrukcjach żelbetowych z wykorzystaniem metod nieniszczących, należą potrzeby oceny: – cech wytrzymałościowych i jednorodności betonu w konstrukcjach, – rys, pęknięć i innych uszkodzeń betonu w konstrukcjach, – cech reologicznych betonu w konstrukcjach, – struktury, porowatości i nieciągłości betonu w konstrukcjach, – korozji betonu w konstrukcjach eksploatowanych. – napraw i trwałości betonu w elementach, – połączeń elementów żelbetowych. W celu podwyższenia jakości betonu i dokładności oceny wytrzymałości nowoczesnych betonów wysokiej jakości należy dokładnie określać właściwe zależności empiryczne w oparciu o odwierty i analizy korekcyjne zgodnie z PN-EN lub dotychczasowymi polskimi doświadczeniami. Stosowanie nieniszczących metod sklerometrycznych do oceny wytrzymałości betonu w żelbetowych konstrukcjach obiektów modernizowanych wg PN-EN wymaga przystosowania dotychczasowych polskich norm i instrukcji do nowych ustaleń. Powinny one uwzględnić podane zasady PN-EN oraz dotychczasowe bogate doświadczenia krajowe w zakresie stosowania metod nieniszczących do określenia wytrzymałości charakterystycznych i obliczeniowych, a także do oceny jednorodności i innych cech betonu, zarówno w elementach nowych jak i starych obiektów modernizowanych. Literatura [1] Brunarskl L.: Określanie klasy betonu na podstawie diagnostycznych badań konstrukcji, Materiały XIII Ogólnopolskiej konferencja Warsz- tat Pracy Projektanta Konstrukcji, Ustroń 26-28 lutego 1998 r., tom l, s. 7- 20. [2] Brunarskl L., Dohojda M.: Diagnostyka wytrzymałości betonu w kon- strukcji, seria wydaw. „Prace Naukowe – Monografie, Rozprawy, Stu- dia” ITB, 2015. [3] Runkiewlcz L.: Diagnostyka i wzmacnianie konstrukcji żelbetowych, Wyd. Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 1999. [4] Runkiewlcz L.: Wpływ statystycznej analizy wyników badań nie- niszczących na ocenę betonu w konstrukcji. Prace ITB - kwartalnik, nr 1/81. [5] Runkiewlcz L.: Badania konstrukcji ”in situ” w rzeczoznawstwie bu- dowlanym. Materiały Konferencyjne „Warsztat Pracy Rzeczoznawcy Budowlanego”. Wyd. Politechnika Świętokrzyska, Kielce, 1996. [6] Runkiewlcz L.: Wpływ wybranych czynników na wyniki badań sklero- metrycznych betonu. Wyd. ITB, Warszawa, 1994. [7] Runkiewlcz L.: Sklerometryczna metoda kontroli jakości betonu w kon- strukcjach (praca magisterska) Politechnika Warszawska, 1961. [8] PN-EN 1992-1-1 :2008: Eurokod 2. Projektowanie konstrukcji z betonu. Część l. Reguły ogólne i reguły dla budynków. [9] Drobiec Ł., Jasiński R., Piekarczyk A.: Diagnostyka konstrukcji żelbe- towych. Metodologia, badania polowe, badania laboratoryjne betonu i stali. „Wydawnictwo Naukowe PWN”. Warszawa 2010. [10] PN-EN 13791:2008 Ocena wytrzymałości betonu na ściskanie w kon- strukcjach prefabrykowanych wyrobach betonowych. [11] PN-B-06262:1974 Nieniszczące badania konstrukcji z betonu. Metoda sklerometryczna badania wytrzymałości betonu na ściskanie za po- mocą młotka Schmidta typu N. [12] PN-EN 12504-2:2002; PN-EN 12504-2:2002/Ap1:2004 Badania betonu w konstrukcjach. Część 2: Badanie nieniszczące. Oznaczanie liczby odbicia. [13] Instrukcja ITB nr 361/99 Zasady oceny bezpieczeństwa konstrukcji żelbetowych. ITB, Warszawa 1999 r. [14] Instrukcja ITB 210/1977 Instrukcja stosowania młotków Schmidta do nieniszczącej kontroli jakości betonu. [15] Materiały Konferencji Badań Nieniszczących, Wyd. SIMP, lata 1990- 2014. n.–.liczba miejsc pomiarowych Również w sytuacji kontroli betonu stwardniałego ist- niejącej konstrukcji monolitycznej lub prefabrykowanej w załączniku A do PN-EN 1992 [8] stwierdza się, że war- tość γC można zmniejszyć, mnożąc ją przez współczyn- nik równy 0,85 (w EC 2 nazywany współczynnikiem kon- wersji η). Jednocześnie wartość γC do której stosuje się to zmniejszenie, może być już zmniejszona ze wzglę- du na istniejące odchyłki geometryczne konstrukcji lub zmienność wytrzymałości betonu na ściskanie. Przy czym zredukowana wartość współczynnika, będąca wy- nikiem wszystkich zmniejszeń, nie powinna być mniejsza niż γC,red4 którą Załącznik Krajowy do EC 2 zaleca przyjmo- wać równą 1,3 wg PN-EN 1990 [8]. n R R nm Σ = (9)