Mi a delamináció a betonban?

A delamináció a betonban olyan vízszintes repedés, amely a legfelső betonacélréteg szintjén vagy felette fekszik. A repedés feletti beton a helyén marad, amíg a repedezett réteg le nem válik.

Ez az oldal a beton- és az aszfaltburkolatot tárgyalja. Bemutatja, hogyan keletkezik a delamináció, és miben különbözik a lepattogzástól. Ismerteti a kimutatására szolgáló eszközöket, valamint azt, hogy a repülőtéri dokumentumok hogyan használják a szót.

Delamináció, lepattogzás és elválás

A három szó más szakaszt vagy más helyet jelöl:

• Delamináció. A repedés a betonon belül van. A felület épnek látszhat.
• Lepattogzás. A repedezett beton leválik. A lepattogzás a későbbi szakasz.
• Elválás (debonding). Két réteg már nem kötődik egymáshoz, például a ráépített réteg és az alatta lévő lap. Az ASTM D4580 figyelmeztet, hogy betonból készült ráépítésnél a delaminációnak tűnő terület a ráépítés és a lap közötti kötés hiánya lehet.

Hogyan keletkezik vasbeton szerkezetben

Az FHWA a klorid okozta károsodás négy szakaszát írja le:

1. A klorid eléri az acélt, és megindul a korrózió.
2. A korróziós feszültségek meghaladják a beton húzószilárdságát, és repedések keletkeznek.
3. A felülettel párhuzamos repedések delaminációt alkotnak, gyakran a betonacél szintjén.
4. A ferde repedések elérik a felületet. A fagyás-olvadási ciklusok és a forgalom ezután letöri a repedezett részeket. Ez a lepattogzás.

A korróziós termékek az eredeti acél háromszor-hatszor akkora térfogatot foglalnak el. Ez az a feszültség, amely megrepeszti a betont. A repedések emellett gyorsabban juttatják a vizet és a kloridokat az acélhoz.

Hogyan találják meg a szakemberek

A delaminációt gyakran nem lehet látni a felületen, ezért a vizsgálók olyan eszközöket használnak, amelyek a felület alatt érzékelnek. Minden módszernek vannak korlátai.

Láncos húzás és kalapácsos kopogtatás

A vizsgáló láncot húz a felületen, vagy kalapáccsal vagy acélrúddal kopogtat. Az ép beton tiszta csengést ad. A delaminált beton tompa, üreges hangot. Az üreges hang a repedezett réteg hajlítási rezgéseiből származik. Az FHWA szerint a láncos húzás gyors módszer a hozzávetőleges hely megtalálására. A kalapács lassú, de a határokat pontosan jelöli ki. Mindkettő a vizsgáló ítélőképességétől függ, és a ráépített réteg csökkenti a hatékonyságukat.

Az ASTM D4580 három eljárást fed le: a kocsira szerelt elektromechanikus eszközt, a láncos húzást és a forgó ütéses kopogtatást. A szabványt nem aszfalt ráépítésű hídpályákra szánták. A forgalmi zaj, a rezgés és a nedvesség befolyásolja az eredményt, és fagyott betonon általában nem szabad alkalmazni.

Infravörös termográfia

A delamináció szigetelőként viselkedik. Napsütésben a fölötte lévő terület gyorsabban melegszik, és melegebb lesz, mint az ép beton. Naplementekor, amikor a levegő lehűl, a terület gyorsabban hűl le. Az FHWA ugyanezt a mintát írja le: nappal forró foltok, éjszaka hideg foltok. Az ASTM D4788 kocsira szerelt infravörös szkennert ír le szabadon hagyott és ráépített betonhídpályákhoz, legfeljebb 4 hüvelyk (100 mm) vastag ráépítésig.

A korlátok egyértelműek. A módszerhez körülbelül 0,5 °C hőmérsékletkülönbség kell. Nedves területek, árnyékok és törmelék nem vizsgálhatók. A módszer a síkban megadja a területet, de nem a mélységet, ezért a magminták igazolják a mélységet. Az ASTM D4788-nak nincs precizitási és torzítási nyilatkozata, ezért nem alkalmas az anyag elfogadására vagy elutasítására.

Georadar

A georadar csak akkor mutat ki delaminációt vagy üreget, ha az jelentős mennyiségű levegőt vagy vizet tartalmaz. Egy floridai DOT-tanulmányban az infravörös kimutatta a meglévő delaminációkat. A georadar a delaminációk és a megelőző állapotok keverékét találta. Ezek a kloridszennyeződés és a korrózióhoz kapcsolódó aktivitás. A betonban lévő sók és a felszín közeli vasháló rontja a jelet.

Impact echo

Az impact echo delaminációt és elválást talál betonlapokban és ráépítésekben. Egy nagy, sekély delamináció csökkenti a rezonanciafrekvenciát, egy mély viszont növeli. A módszerhez szakképzett személyzet kell, és a súlyosságot csak hozzávetőlegesen adja meg.

Melyik eszköz a legjobb

Egyetlen eszköz sem old meg minden esetet. Az ASTM D4580 és az ASTM D4788 is kimondja, hogy eredményeik más módszerekkel együtt használhatók. A WisDOT a gyanús területek kopogtatásával és magmintavétellel igazolja az infravörös eredményeket. Indiana több módszert tesztelt hídpályákon (JTRP 2022/31). Első szűrési lépésként a légi infravörös vizsgálatot javasolta. Ezután a járműre szerelt infravörös vizsgálja át azokat a pályákat, amelyeken jelentős delamináció van, a projektszintű mérésben pedig az impact echo megbízhatónak és ismételhetőnek bizonyult.

Drónok és delamináció

Egy publikált tanulmány egy olcsó drónos infravörös kamerát tesztelt két hídpályán és egy próbalemezen. A kamera a hídpályákon gyanús delaminációkat talált, ami összehasonlítható egy kutatási célú kamerával. A szimulált delamináció próbalemezén a legnagyobb kimutathatóság körülbelül 70–72 százalék volt. A drón nagy területet tud átvizsgálni sávlezárás nélkül, de az infravörös továbbra sem ad mélységet. Ez az oldal nem talált ilyen vizsgálatot repülőtéri betonon. Arról, mit lát fel egy drónos felmérés egy futópályán, a futópálya-felület olcsó drónos felmérésről szóló cikk ad képet.

Delamináció repülőtéri burkolaton

Az FAA AC 150/5320-6G szerint a repülőterek korlátozott mértékben használnak vasbeton burkolatot. A fenti korróziós folyamat csak a vasbeton lapokra vonatkozik. A repülőtéri dokumentumok a szót más hibákra is használják:

• Betonlap felületi hámlása (scaling). A FAA PAVER kézikönyve szerint a felületi hámlást általában a lapfelület delaminációja vagy szétesése jelzi. Okként felsorolja a túlzott simítást, az utólagos vízadagolást, az utókezelés hiányát és a rossz levegőzárást.
• Vízkiválás az új beton felülete alatt. Egy FHWA-utókezelési tájékoztató szerint a felszálló vízkiválás a korán simított felületi réteg alá szorulhat. Az utókezelő bevonat felhordása után felemelkedő vízkiválás megbonthatja a bevonatot, és olyan lencsét alkothat, amely lepattogzást vagy delaminációt okoz. A vízkiválás általában a kezdeti kötésnél áll meg. Csúszóformás burkolásnál a beton a simítás végén még képlékeny, ezért a vízkiválás az utókezelő bevonat felhordásakor még folytatódhat.
• Elvált aszfaltrétegek. A rétegek közötti rossz tapadás csúszási repedéseket okoz (AC 150/5380-6C). A marás után hátramaradt vékony kopóréteg az építési forgalom alatt delamináródhat. Az AC 150/5370-10H szerint delamináció lehetősége mindig fennáll, ha a marási mélység megközelítőleg megegyezik a beépített réteg vastagságával. A georadar képes vizsgálni a rétegek közötti delaminációt. Egy FAA-konferencia tanulmánya infravörös termográfiával 40 és 70 mm közötti mélységben talált elválást. A futópályán lévő gumi nehezebbé tette az elválás azonosítását.

A hézagmenti lepattogzás és a sarki lepattogzás más hibák. Ezek a lapszél vagy a sarok szétesését jelentik egy hézagnál.

Mit tegyünk ellene

A kopogtatásból vagy infravörösből kapott megállapítás a gyanús területek térképe. A mélységet magminták igazolják. Az FHWA részleges mélységű javításra vonatkozó útmutatója betonburkolatnál a javítás lépéseit adja:

1. Keresse meg a nem szilárd betont rúddal, kalapáccsal vagy lánccal történő kopogtatással.
2. Jelölje ki a határokat. Használjon legalább 12 hüvelyk (300 mm) hosszúságot és legalább 4 hüvelyk (100 mm) szélességet.
3. Távolítsa el a nem szilárd betont, és kopogtatással ellenőrizze az alját gyenge pontok után.
4. Váltson teljes mélységű javításra, ha a kereszthézagvasak láthatók, vagy ha további vésésre van szükség az ép beton eléréséhez.