Mi a skálázódás a betonburkolatokon?
A skálázódás a betonburkolat lapjának felső rétegének lehullása, jellemzően 3 és 13 mm közötti mélységben. Bárhol előfordulhat a lapon. Az FHWA Hosszú távú burkolatteljesítmény-program (LTPP) kézikönyve a hézagolt betonburkolaton 8b, a folyamatosan vasalt betonburkolaton 4b kóddal jelöli. Az FAA PAVER kézikönyve a betonrepülőterekre 70-es kóddal jelöli.
A szó ugyanazt jelenti útburkolaton, parkolón vagy repülőtéri burkolaton. A merev burkolat rendszerint betonburkolat. A PAVER a skálázódást úgy írja le, mint a lap felületének elválását vagy szétesését a hiba mélységéig.
Hogyan néz ki
A skálázódás érdes, gödrös felületet hagy maga után. Az FHWA szerint a jégmentesítő szer okozta skálázódás a cementpép legkülső rétegének szétesése. Ami megmarad: porszerű pépréteg, kiszabadult adalékanyag, vagy olyan adalékanyag, amelyről a pép lehullott. Hóeltakarítás vagy más munka eltávolíthatja ezt a laza réteget. Ezután már csak a skálázott felület látszik.
Az FHWA hozzáteszi, hogy a skálázódás folyamatos lehet, így a későbbi ciklusokban újabb pépréteg vész el. Sok esetben a skálázódás egy télen a legkülső rétegben marad, és a későbbi telekben nem halad tovább.
Okok
A PAVER kézikönyv az okokat három csoportba sorolja.
- Kivitelezési hibák: túlzott simítás, simítás közben a felületre juttatott víz, az utókezelés hiánya és friss beton felületi javítása habarccsal. Ezek általában egy lap egy részét érintik.
- Anyaghibák: az éghajlathoz nem megfelelő légpórusképzés. Ezek általában ugyanabból a betontételből készült több lapot érintenek.
- Környezeti tényezők: a még gyenge beton fagyása, és bizonyos repülőgépek okozta hőciklusok. A fagyás nagy területet érint. A hőhatás elszigetelt területeket érint.
Az FAA AC 150/5380-6C rövidebben ugyanazt a két fő okot adja meg. Az utókezelés vagy simítás miatt gyengült felület, amely fagy-olvadás ciklusoknak van kitéve, skálázódhat. A kéregrepedezés, vagyis a sekély hajszálrepedések hálózata, vezethet skálázódáshoz.
Jégmentesítő szer okozta skálázódás
Az FHWA a jégmentesítő szer okozta skálázódást olyan fagyás-olvadás okozta károsodásnak nevezi, amely a lap felületén marad. Újabb kutatások szerint a pép felső rétege elválik a laptól. Az ok ebben a rétegben ébredő húzóerő. Ezt az erőt a betonfelületen képződő jégréteg tágulása hozza létre. Az erő akkor a legnagyobb, ha a felületen megfagyó oldat körülbelül 3 százalék sót tartalmaz. A só fajtája nem számít.
A jól légbuborékolt pép ellenáll a jégmentesítő szer okozta skálázódásnak. Az FHWA ezért a skálázódást a simítással hozza összefüggésbe:
- A simítás, miközben a kivérző víz még emelkedik, a felület alatt csapdába ejthet vizet. Ha a víz megfagy, skálázódás vagy lepattogzás következhet.
- Ha kivérző víz van jelen a simításkor, a víz a felületbe dolgozódik. Ez megemeli a felület víz-kötőanyag arányát, és gyengébb pépet eredményez.
- A felület túlzott megmunkálása eltávolítja a felület közelében lévő bevitt levegőt. Az FHWA ezt a levegővesztést a skálázódás gyakori okának nevezi.
A légbuborékképzés a keverékre vonatkozó előírás. Az FAA AC 150/5370-10H P-501 tétele annál nagyobb légtartalmat ajánl, minél zordabb a kitettség. 3/4 hüvelykes legnagyobb adalékszemcse-méretnél enyhe kitettségre 3,5, közepesre 5,0, súlyosra 6,0 százalékot ajánl. A súlyos kitettségbe tartozik a jégmentesítő vegyszerekkel érintkező beton. A fagyás-olvadás okozta károsodásról szóló oldal részletesen leírja a légüreg-mechanizmust.
Hogyan különböztessük meg a skálázódást a hasonló károsodásoktól
| Károsodás | Miben különbözik a skálázódástól |
|---|---|
| Térképrepedés (map cracking) | LTPP 8a. Olyan repedések sorozata, amelyek csak a felső felületig nyúlnak. Az AC 150/5380-6C szerint skálázódáshoz vezethet. Az LTPP ide sorolja az alkália-szilika reaktivitásra jellemző repedezést is. |
| Kéregrepedezés (crazing) | Sekély hajszálrepedések hálózata. A PAVER a kis súlyosságú skálázódást kéregrepedezésnek minősíti, és csak akkor számolja, ha 2 és 3 éven belül további skálázódást vár. |
| Kipattogzás (popout) | PAVER 68-as károsodás. Egy kis darab, 25 és 100 mm átmérőjű és 13 és 50 mm mély, amely a tágulékony adalékanyagon fellépő fagyás-olvadás hatására tör ki. |
| D-repedezés | PAVER 64-es károsodás. A hézaggal párhuzamos finom repedések, körülöttük sötét színnel. A hézagtól 0,3 és 0,6 m távolságon belül szétesésbe torkollhatnak. |
| Hézagkitöredezés | PAVER 74-es károsodás. A lemezszél szétesése a hézagtól 2 láb (0,6 m) távolságon belül. Általában nem megy át a lemezen, és szögben találkozik a hézaggal. |
| Vegyi jégmentesítő-károsodás | Az FHWA által leírt újabb károsodástípus. A hézagoknál indul és terjed. Gyakran először a hézag melletti beton elsötétedéseként jelenik meg. |
Súlyosság a PAVER szerint
| Súlyosság | Amit a felmérő lát |
|---|---|
| Kicsi | Minimális cementpép-vesztés a felületen. Nincs FOD-potenciál. |
| Közepes | Némi FOD-potenciál. Laza habarcsdarabok, a durva adalékanyag oldala kilátszik (a szemcse szélességének kevesebb mint 1/4-éig), vagy a durva adalékanyag kilazul. |
| Nagy | Gyenge tartósságú beton, amely folyamatosan anyagot veszít. A skálázott terület szélén felületi habarcsréteg látszik, és a rendszeres seprés nem szünteti meg a FOD-ot. |
A PAVER megjegyzi, hogy a seprés eltávolítja a FOD-ot, de a beton addig skálázódik tovább, amíg az érintett réteg el nem fogy.
Hogyan számolják
PAVER felmérésben a felmérő a skálázódott lapot egy lapként számolja. Ha egy lapon két súlyosság látszik, a magasabbat számolja. Ha a felmérő a lapon D-repedést vagy alkália-szilika reakciót számol, a skálázódást kihagyja. Ha a skálázott területen javítás van, csak a skálázódás számít. A kis súlyosságú skálázódást csak akkor számolja, ha 2 és 3 éven belül további skálázódást vár.
Az LTPP-kézikönyv a skálázódásnál nem ad meg súlyosságot. Az előfordulások számát és az érintett négyzetméterek számát rögzíti.
A skálázódással szembeni ellenállás vizsgálata
Az ASTM C672 azt vizsgálja, mennyire áll ellen a betonfelület a jégmentesítő vegyszerek mellett fagyásnak és olvadásnak. Az értékelés szemrevételezéssel történik. Az FHWA tananyag-kézikönyve írja le a módszert:
- A laboratórium 6 mm kalcium-klorid-oldattal fedi a felületet, 4 g 100 mL vízben.
- Minden ciklusban a próbatestet 16–18 órán át fagyasztja, majd 6–8 órán át levegőn olvasztja.
- Ötciklusonként a laboratórium leöblíti a felületet, megvizsgálja, és az oldatot kicseréli.
- A vizsgálat általában körülbelül 50 vagy több cikluson át tart, amíg a felület értékelhető.
A vizsgálat megmutatja, hogy a keverékarány, a felületkezelés és az utókezelés hogyan hat a skálázódással szembeni ellenállásra. A beton általános fagyás-olvadás-ellenállásáról lásd az ASTM C666 szerinti vizsgálatot a fagyás-olvadás okozta károsodásról szóló oldalon.
Hogyan előzhető meg a skálázódás
Az FHWA ezt az iránymutatást adja hézagolt betonburkolatra.
- Légüreg-rendszer. Adjon hozzá légbuborékképző adalékszert, amely védő légüreg-rendszert hoz létre. Jégmentesítő kitettségnél az FHWA az ACI-t idézi: 6 ± 1,5 százalék teljes légtartalom és 0,45 alatti víz-kötőanyag arány (w/cm).
- Keverék. Legalább 335 kg/m³ cementtartalmat és 0,45 vagy kisebb w/c arányt használjon. Az FAA P-501 tétele 0,38 és 0,45 közötti víz-kötőanyag arányt ír elő.
- Simítás. A kivérző víz felemelkedése és eloszlása után simítson. Ne munkálja túl a felületet.
- Utókezelés. Az utókezelés legyen megfelelő. Ideális esetben 28 napig utókezelnék, majd további 28 napig száradna, mielőtt megfagy. Pernyével vagy kohósalak-cementtel az FHWA 56 nap utókezelést javasol.
- Jégmentesítő szerek. Az utókezelés után legalább 30 napos száradási időt biztosítson, mielőtt a jégmentesítő szerek érintkeznek a felülettel. Fiatal betonon, különösen az első évben, takarékosan használjon jégmentesítő szert.
- Tömítőszerek. A behatoló tömítőszerek, mint a szilán és a sziloxán, megfelelő felhordás esetén csökkentik a vízbehatolást, és ezzel segítenek.
- Hézagok. A működő hézagtömítés távol tartja a vizet és a jégmentesítő oldatot a laptól. A sérült tömítés beengedi az oldatot, és megemeli a beton telítettségét a hézagnál.
A P-501 tétel a repülőtéri betonra 7 napos utókezelési időt is előír.
Javítás és kezelés
A választás attól függ, milyen mélyre hatol a károsodás. Az anyagi eredetű károsodásokra vonatkozó FHWA-iránymutatás az alábbi lehetőségeket adja.
- Gyémántcsiszolás. Vékony betonréteget távolít el. A felületi skálázódás jó jelölt rá. A csiszolás csak időt nyer, mert nem szünteti meg az okot, és az új felület is romlani fog. Mélyebb károsodásnál ne használja.
- Részmélységű javítás. A skálázódás és a jégmentesítő szer okozta romlás jelöltek, ha a károsodás a lap felső harmadában marad. Mélyebb károsodásnál nem javasolt.
- Felületi tömítőszer. Sós skálázódásnál az FHWA csiszolást, majd felületi tömítőszert javasol. A tömítőszer a kiterjedt romlást is kezeli.
- Teljes mélységű javítás, ráépítés vagy lapcsere. Az FHWA ezeket, a részmélységű javítással és a csiszolással együtt, a jégmentesítő szer okozta skálázódás lehetséges helyreállítási módjaként sorolja fel.
Az FAA AC 150/5380-6C szerint a 2 hüvelyknél (5 cm) vékonyabb betonjavítás a repülőtéri burkolaton általában gyorsan romlik. A söprés eltávolítja a FOD-ot a skálázott betonról, de nem állítja meg a skálázódást.
Repülőtéren
A skálázódás a repülőtéren azért fontos, mert a laza anyag FOD. Ezért értékeli a PAVER minden súlyosságot annak FOD-potenciálja szerint. Az ICAO 14. melléklete I. kötetének 10.2.1 pontja előírja, hogy a repülőterek ellenőrizzék és figyeljék a mozgási terület felületeit. A felületeket a karbantartási program részeként ellenőrzik, amely megelőzi és megszünteti a FOD-ot.
A skálázódás része annak a károsodás-leltárnak is, amelyre az ASTM D5340 szerinti burkolatállapot-index (PCI) épül. Az FAA AC 150/5380-6C szerint az ASTM D5340 határozza meg a PCI-t. A TarmacView drónos burkolatfelméréseket tervez, és ma készít fotókat. A repedésészlelés és az ASTM D5340 szerinti minősítés fejlesztés alatt áll, korai hozzáférésben kínáljuk.
Gyakran Ismételt Kérdések
- Mi a skálázódás a betonburkolaton?
- A skálázódás a betonlap felső rétegének lehullása. Az FHWA Hosszú távú burkolatteljesítmény-program (LTPP) kézikönyve szerint a mélysége jellemzően 3 és 13 mm között van. Bárhol előfordulhat a burkolaton. Az FAA PAVER kézikönyve 70-es károsodási kódot ad neki.
- Mi okozza a skálázódást?
- Kivitelezési hibák, anyaghibák és az időjárás okozza a skálázódást. A PAVER kézikönyv a túlzott simítást, a simítás közben a felületre juttatott vizet, az utókezelés hiányát és az éghajlathoz nem megfelelő légpórusképzést nevezi meg. A még gyenge betonként megfagyó beton is skálázódik.
- Mi a jégmentesítő szer okozta skálázódás?
- A jégmentesítő szer okozta skálázódás a fagyás-olvadás okozta károsodás olyan formája, amely a lap felületén marad. Az FHWA szerint a felületi jégréteg tágul, és lehúzza a pép felső rétegét a lapról. A jégerő akkor a legnagyobb, ha az oldat körülbelül 3 százalék sót tartalmaz.
- Hogyan minősítik a skálázódást a burkolatfelmérésben?
- A PAVER kézikönyv a skálázódást FOD-potenciál szerint minősíti kicsi, közepes vagy nagy súlyosságúnak. A kis súlyosság minimális felületi pépvesztés, FOD-potenciál nélkül. A nagy súlyosság gyenge tartósságú beton, amely folyamatosan anyagot ereszt le, és a seprés nem állítja meg a FOD-ot. Az LTPP kézikönyv nem ad súlyossági szinteket.
- Jelent-e FOD veszélyt a skálázódás?
- Igen, ha a felület laza anyagot enged le. A PAVER a kis súlyosságú skálázódást FOD-potenciál nélkülinek, a közepes súlyosságút némi FOD-potenciállal rendelkezőnek minősíti. A nagy súlyosságú skálázódás folyamatos FOD-veszély, amelyet a rendszeres seprés nem szüntet meg.
- Hogyan javítják a skálázott betont?
- A módszer a károsodás mélységétől függ. Az FHWA szerint a gyémántcsiszolás a felületi skálázódásra, a részmélységű javítás pedig a lap felső harmadában lévő károsodásra való. A mélyebb károsodáshoz teljes mélységű javítás, ráépítés vagy lapcsere kell. Ezek a javítások nem szüntetik meg az okot, ezért az új felület újra skálázódhat.
- Hogyan előzhető meg a skálázódás a betonburkolatban?
- Használjon légbuborékos betont alacsony víz-kötőanyag aránnyal, és megfelelően simítsa és utókezelje. Az FHWA legalább 335 kg/m3 cementtartalmat és 0,45 vagy kisebb víz-kötőanyag arányt nevez meg. Azt is javasolja, hogy az utókezelés után legalább 30 napig száradjon a beton, mielőtt a jégmentesítő szerek érintkeznek a felülettel.
- Miben tér el a skálázódás a kipattanástól vagy a D-repedéstől?
- A skálázódás a felület folyamatos területét érinti. A kipattanás egyetlen kis darab, 25 és 100 mm közötti átmérőjű és 13 és 50 mm közötti mélységű, amely kiszakad a felületből. A D-repedés egy hézaggal párhuzamos finom repedésekből álló minta. A hézagtól 0,3 és 0,6 m távolságon belül szétesésbe torkollhat.
Hivatkozások
- faa-paver-concrete
- Concrete Surfaced Airfields, PAVER Distress Identification Manual US Army Engineer Research and Development Center (ERDC-CERL), for the US Air Force, June 2009
- fhwa-ltpp-dim
- Distress Identification Manual for the Long-Term Pavement Performance Program (FHWA-HRT-13-092, revised May 2014) Federal Highway Administration
- fhwa-hif-15-018
- Materials-Related Distress: Hardened Cement Paste, Best Practices for Jointed Concrete Pavements (FHWA-HIF-15-018) Federal Highway Administration, Tech Brief, June 2015
- fhwa-hif-17-008
- Chemical Deicers and Concrete Pavement: Impacts and Mitigation (FHWA-HIF-17-008) Federal Highway Administration, Tech Brief, March 2018
- fhwa-rd-01-163
- Guidelines for Detection, Analysis, and Treatment of Materials-Related Distress in Concrete Pavements, Chapter 3 (FHWA-RD-01-163) Federal Highway Administration, March 2002 (archived)
- fhwa-hmec-module-g
- Testing Hardened Concrete, Participant Workbook, Laboratory Manual (Module G) FHWA, Highway Materials Engineering Course
- faa-ac-150-5380-6c
- AC 150/5380-6C, Guidelines and Procedures for Maintenance of Airport Pavements FAA
- faa-ac-150-5370-10h
- AC 150/5370-10H, Standard Specifications for Construction of Airports FAA
Ez egy referenciabejegyzés. A TarmacView drónos ellenőrzési szolgáltatásokat nyújt, és nem árulja az ebben a szószedetben leírt felszereléseket vagy anyagokat.
