plik

1. Co rozumiemy pod pojęciem "Diagnostyka", czym się zajmuje

diagnostyka?

Diagnostyka, jako dziedzina wiedzy wywodzi się od diagnozy i diagnozowania, co
oznacza rozeznanie stanu obiektu czy procesu jego tendencji rozwojowych (ewolucji),

na podstawie dostępnych symptomów i znajomości ogólnych prawidłowości, co jest
niezbędne do dalszego prawidłowego działania.

Diagnozowanie istniejącego budynku jest zadaniem trudnym i zazwyczaj procesem
znacznie bardziej złożonym niż projektowanie budynków nowych.

W diagnostyce technicznej rozróżnia się następujące sekwencje działań:

–

diagnoza - określenie bieżącego stanu,

–

geneza - określenie przyczyn zaistnienia obecnego stanu,

–

prognoza - określenie horyzontu czasowego przyszłej zmiany stanu, możliwej
do przeprowadzenia przy posiadaniu zakumulowanej i zorganizowanej wiedzy

eksperymentalnej. Tak więc, diagnoza właściwości użytkowej prowadzi do
podjęcia stosownych decyzji co do dalszego losu obiektu.

Cele diagnostyki w kolejnych fazach cyklu życia obiektu budowlanego,

w nawiązaniu do celów ogólnej diagnostyki technicznej można określić następująco:

–

Zapewnienie jakości w procesach realizacji i odbioru,

–

Kontrola spełnienia wymagań podstawowych przez obiekt w trakcie jego

normalnej eksploatacji, w tym ocena symptomów zużywania się, detekcji
uszkodzeń elementów, fragmentów lub całego obiektu, w szczególności z

wykorzystaniem monitoringu,

–

Inwentaryzacja i ocena techniczna obiektu przed jego remontem, modernizacją

lub zmianą użytkowania albo przed planowaną rozbiórką,

–

Ocena stanu technicznego obiektu, w szczególności bezpieczeństwa jego

konstrukcji, w przypadku zagrożenia awarią, w tym ocena na modelach
wirtualnych, oraz ocena po awarii lub katastrofie.

Podstawowe działania diagnostyczne dotyczą:

–

bezpieczeństwa konstrukcji,

–

bezpieczeństwa pożarowego,

–

bezpieczeństwa użytkowania,

–

odpowiednich warunków higieny i zdrowotnych oraz ochrony środowiska,

–

ochrony przed hałasem i drganiami,

–

oszczędności energii i odpowiedniej izolacyjności cieplnej przegród,

–

zrównoważone wykorzystanie zasobów mineralnych.

2. Proszę narysować ogólny schemat podziału rodzajów diagnostyki

obiektów budowlanych i ich zakresy (okresowa, doraźna, docelowa).

3. Opisać działania diagnostyczne dotyczące bezpieczeństwa

pożarowego.

Bezpieczeństwo pożarowe obiektu budowlanego polega na zapewnieniu w razie
pożaru:

–

nośności konstrukcji przez określony czas,

–

ograniczenia rozprzestrzeniania się ognia i dymu w budynku,

–

ograniczenia rozprzestrzeniania się pożaru na sąsiednie budynki,

–

możliwości ewakuacji ludzi i zapewnienie bezpieczeństwa ekip.

Działania diagnostyczne dotyczące bezpieczeństwa pożarowego budynku lub jego
części wynikają z jego przeznaczenia i sposobu użytkowania, wysokości lub liczby

kondygnacji, a także położenia w stosunku do poziomu terenu oraz innych obiektów
budowlanych.

Diagnostyka pożarowa rozpatrywana jest w następujących aspektach:

–

odporności pożarowej budynku (pięć klas A-E),

–

wymagań dotyczących dróg ewakuacyjnych (konieczność zapewnienia
możliwości ewakuacji w bezpieczne miejsce na zewnątrz budynku lub do

sąsiedniej strefy pożarowej, bezpośrednio albo drogami komunikacji ogólnej),

–

wymagań przeciwpożarowych dla palenisk i instalacji (wyposażenie techniczne -

przewody kominowe, wentylacja i klimatyzacja, instalacja gazowa na paliwa
gazowe).

–

warunków wyposażenia budynków w instalacje sygnalizacyjno-alarmowe i stałe
urządzenia gaśnicze.

4. Opisać działania diagnostyczne dotyczące bezpieczeństwa

użytkowania.

Wymagania dotyczące bezpieczeństwa użytkowania odnoszą się przede wszystkim do
zapewnienia w czasie eksploatacji obiektów budowlanych bezpiecznego użytkowania

przez osoby korzystające z danego obiektu i inne osoby, które mogą znajdować się w
obiekcie lub jego otoczeniu. Działania diagnostyczne polegają na inwentaryzacji i

ocenie budynku i urządzeń z nim związanych pod kątem zaprojektowania i wykonania
w sposób niestwarzający niemożliwego do zaakceptowania ryzyka w trakcie

użytkowania.

Działania diagnostyczne dotyczą między innymi:

–

daszków nad wejściem do budynku,

–

elementów architektonicznych typu: tablic informacyjnych, reklam, urządzeń

dekoracyjnych wystaw sklepowych, gablot reklamowych, urządzeń
oświetleniowych,

–

balkonów, loggii i portfenetr,

–

włazów i ław kominiarskich,

–

konstrukcji schodów i pochylni, balustrad przy schodach i pochylniach.

5. Na czym polegają badania seminieniszczące, wymienić metody

badań.

Badaniom seminieniszczącym poddaje się m.in. próbki i elementy oraz konstrukcje w

skali naturalnej. Podczas tych badań następuje niewielka lokalna i zazwyczaj
przypowierzchniowa ingerencja w strukturę materiału wymagająca naprawy,

prowadząca do lokalnej utraty właściwości użytkowych.

Badania seminieniszczące polegają najczęściej na:

–

odrywaniu przyklejonych do powierzchni betonu stalowych krążków – metoda

pull-off,

–

wyrywaniu bloków lub kotew osadzonych w stwardniałym betonie – metoda

pull-out. W przypadku konstrukcji nowoprojektowanych – kotwy osadzone są w
ułożonej mieszance betonowej lock – test (lock-out). W obiektach istniejących

kotew osadza się w otworach nawierconych w konstrukcji (capo-test).

–

ścinaniu naroży elementu betonowego lub wyłamywaniu walcowych blocków

betonowych powstałych po nawierceniu betonu wiertnicą (metoda break-off)

6. Scharakteryzować metodę badania diagnostycznego „pull-off” i

narysować stosowny schemat.

Metoda służy głównie do pomiaru przyczepności wyrobów do napraw i ochrony

konstrukcji betonowych (powłok żywicznych, izolacjo-nawierzchni, systemów do
napraw żelbetu, wylewek samopoziomujących). Próba polega na odrywaniu

metalowego krążka o średnicy 50 mm przyklejonego do powierzchni materiału
naprawczego ułożonego na betonie. Przed odrywaniem należy wiertłem koronowym

nawiercić beton w konstrukcji na głębokość 15 5 mm wokół krążka. W badaniach



normowych zaleca się stosowanie wzorcowych podłoży betonowych o uziarnieniu do 8

mm. Przy badaniu wytrzymałości betonu w konstrukcji na odrywanie należy liczyć się
z tym, że wraz ze wzrostem wymiarów kruszywa w betonie mogą wystąpić duże

rozrzuty wyników i w przypadku żwirów – obniżenie wytrzymałości na odrywanie

7. Wymienić metody nieniszczące stosowane w diagnostyce

konstrukcji budowlanych.

Badania nieniszczące (ang. non-destructive testing NDT) stanowią rodzaj prac

badawczych obejmujących identyfikację fizycznych i mechanicznych właściwości
obiektów, wykrywanie nieciągłości materiałowych oraz pomiary wymiarów

geometrycznych obiektów bez naruszania ciągłości makro- i mikrostruktury oraz
wywoływania zmian lub wpływania na właściwości użytkowe badanych obiektów.

Przy określaniu wytrzymałości wykonanego z betonu elementu nie zawsze można się
oprzeć na wynikach badania elementów kontrolnych (kostek, walców), a to z uwagi na

różne warunki ich wykonania i dojrzewania, a także z uwagi na brak odpowiednich
elementów kontrolnych. Stosuje się wtedy nieniszczące metody badania

wytrzymałości betonu. Dzięki nim otrzymujemy dodatkowe informacje o rozkładzie
wytrzymałości betonu w badanym elemencie.

Badania nieniszczące dzieli się na:

–

badania sklerometryczne, wykorzystujące związki pomiędzy lokalną
powierzchniową odpornością betonu na działanie skupionego obciążenia, a jego

wytrzymałością;

–

akustyczne – wykorzystujące związki pomiędzy wytrzymałością betonu, a

prędkością rozchodzenia się fal dźwiękowych, częstotliwością drgań
rezonansowych i parametrami tłumienia.

8. Scharakteryzować metodę sklerometryczną badania wytrzymałości

betonu.

Najpopularniejszą metodą badania sklerometrycznego wytrzymałości betonu jest

badanie młotkiem (skelometrem) Schmidta typu N. Jest to sprężynowy bijak stalowy,
który po zwolnieniu sprężyny uderza w stalowy, ruchomy trzpień przyłożony do

powierzchni betonu. Odległość odbicia stalowego bijaka od stalowego trzpienia jest
mierzona za pomocą liniowej skali przymocowanej do obudowy urządzenia.

Młotek jest przeznaczony do badania betonu zwykłego w przedziale
wytrzymałości od 5.0 MPa do 60.0 MPa.

Budowę młotka Schmidta przedstawia poniższy rysunek:

9. Scharakteryzować badania nieniszczące stosowane w diagnostyce

konstrukcji stalowych.

W diagnostyce konstrukcji stalowych metody nieniszczące stosowane są najczęściej:

–

do badania cech wytrzymałościowych stali i połączeń w konstrukcji –
ultradźwiękowe, prądów wirowych oraz radiograficzne itp.,

–

do badania elementów, blach i połączeń – metody nieniszczące specjalistyczne

oraz badania na modelach konstrukcji,

–

do badania korozji i jakości warstw ochronnych – metody akustyczne,
ultradźwiękowe, elektryczne, termowizyjne, elektromagnetyczne i inne.

Do badań stalowych elementów budowlanych, stosowane są metody i stendy

specjalistyczne pozwalające na ocenę kompleksową elementów i połączeń stalowych.

Badania wizualne: podstawowa metoda badawcza, stosowana obowiązkowo do
wszelkiego rodzaju złączy i konstrukcji spawanych. Polega na bezpośrednim wykryciu i

ocenie wskazań (nieciągłości) na powierzchni badanego obiektu za pomocą narządu
wzroku, wspomaganego lupą, lusterkiem, spoinomierzem itp., lub sprzętem

specjalistycznym jak endoskopy czy wideoskopy.

Badania wizualne VT: umożliwiają m.in. wykrycie w badanych obiektach niezgodności
wymiarowych, wad powstałych na etapie wytwarzania skutkiem niewłaściwej obróbki

(pęknięcia, pory, wtrącenia, zakucia, przyklejenia itp.) oraz w okresie eksploatacji
badanego obiektu (nieszczelności, pęknięcia, korozje).

Badania radiograficzne: opierają się na wykorzystaniu zjawiska pochłaniania

promieniowania przenikliwego X i gamma przez różne materiały, oraz zjawiska
fizykochemicznego, związanego z uzyskaniem radiograficznego obrazu na kliszy przez

obróbkę fotochemiczną. Badania te wykorzystywane są głównie do badania złączy

spawanych i odlewów – konieczny jest bowiem dostęp dwustronny do badanego

obiektu. Z jednej strony znajduje się źródło promieniowania, natomiast z drugiej
detektor promieniowania (najczęściej klisza rentgenowska). Przyjmuje się, że za

pomocą techniki radiograficznej wykrywa się różnice grubości wynoszące do 2%.
Wykrywalność metody przy użyciu promieniowania gamma jest znacznie gorsza niż

przy zastosowaniu promieniowania X.

Badania ultradźwiękowe: metoda oparta na użyciu fal ultradźwiękowych w celu
wykrycia wewnętrznych wad materiału, pęknięć, zawalcowania, rozwarstwienia,

porowatości, nieszczelności na wskroś i innych nieciągłości wewnątrz elementów;
służy również do pomiaru grubości elementu, czy wykrycia korozji.

Metoda ta wykorzystuje zjawisko rozchodzenia się fal ultradźwiękowych (tj. o
częstotliwości większej niż 20 kHz) w badanym obiekcie. Polega na generowaniu fal

mechanicznych. W metodzie echa obserwuje się odpowiedź zwrotną sygnału, tzn czas
przejścia fali i jej amplitudę – obecność wady w materiale sygnalizuje dodatkowy

impuls odbicia od niej. W metodzie przepuszczenia obecność wady sygnalizuje
osłabienie lub całkowity zanik impulsu wyjścia sygnału. Jest to metoda umożliwiająca

dokładne zlokalizowanie przestrzenne wady w materiale, oraz określenie rodzaju
nieciągłości. Urządzeniem pomiarowym jest grubościomierz ultradźwiękowy.

Defektoskopia jest to dział badań nieniszczących zmierzajacych do wykrycia
nieciągłości materiału. Wykrywane są m.in. wtrącenia, ubytki korozyjne, pustki,

pęknięcia, odwarstwienia, łuski, szczeliny, braki przetopu itp. Pomiarów dokonuje się
Defektoskopem, metoda opiera się na ultradźwiękach.

Badania penetracyjne PT: bazujące na efekcie kapilarnej penetracji cieczy wskazującej

(penetrantu) w głąb defektów powierzchni badanej (pęknięć, rys, porów). Po
oczyszczeniu badanej powierzchni z nadmiaru penetrantu i jej osuszeniu, nanosi się

na nią cienką warstwę wywoływacza, który „wyciąga” penetrant z wad i czyni je
widzialnymi w formie kolorowych, liniowych lub zaokrąglonych wskazań. Badanie to

umożliwia wykrywanie nieciągłości płaskich, wąskoszczelinowych, czy pęknięć.

Badania magnetyczno-proszkowe: polegają na magnesowaniu badanego elementu w
celu wykrycia magnetycznego pola rozproszenia, które pojawia się w miejscu

nieciągłości. Metodą MT bada się stale ferromagnetyczne takie jak: żelazo, nikiel,
kobalt oraz ich stopy – wykrywa się nią wady powierzchniowe i podpowierzchniowe

(do 3 mm), m.in. pęknięcia, zakucia, przyklejenia, naderwania itp. Zaletami jest
szybkość, oraz natychmiastowy wynik.

Badanie twardości: metoda służy do badań twardości stali, stali niskostopowych i

wysokostopowych oraz metali nieżelaznych z wykorzystaniem twardościomierza
przenośnego. Są to przenośne przyrządy cechujące się szybkim i prostym wykonaniem

pomiaru, z możliwością odczytania wartości twardości bezpośrednio na wskaźniku
zacisku.

10.

Scharakteryzować badania wytrzymałości muru podczas badań

diagnostycznych.

Badania jakości istniejących murów mają na celu określenia parametrów
wytrzymałościowych oraz parametrów jakościowych wykonania murów.

Mogą być przeprowadzone za pomocą różnych metod.

Dzielimy je na metody niszczące i nieniszczące.

Badania doświadczalne wskazują, że metody nieniszczące (NDT) są przydatne do
identyfikacji parametrów wytrzymałościowych murów jedynie w ograniczonym

zakresie – głownie jako badania pomocnicze i porównawcze przy ocenie jednorodności
struktury muru. Podstawowe znaczenie dla wiarygodności ustalenia wytrzymałości i

odkształcalności muru mają badania mało niszczące (MDT), metodą flat-jack oraz
badania na próbkach muru pobranych z konstrukcji.

Wprowadzenie Eurokodów ujednoliciło metody badań wytrzymałościowych elementów

murowych. Norma PN-EN 772-1 zaleca określać wytrzymałość na ściskanie cegieł na
całych elementach murowych wyszlifowanych lub wyprawionych cienką warstwą o

odpowiedniej wytrzymałości, a następnie przeliczyć na wytrzymałość znormalizowaną,
według wzoru:

Wytrzymałość murów ocenia się również na podstawie odwiertów. Średnica odwiertu
powinna być tak dobrana aby była reprezentatywna dla struktury muru. Miejsca

poboru próbek ustala się tak, aby powstałe uszkodzenia w trakcie wycinania próbki
były jak najmniejsze.

Średnica odwiertów wynosi 150 mm, długość (głębokość) 300-350 mm. Przyłożenie
siły ściskającej do badanej próbki walcowej odbywa się za pomocą przekładek

łukowych stalowych o kącie 60 stopni. Przykładane ono jest na pobocznicy próbki o
średnicy 150 mm – na powierzchni wyznaczonej.

Metody nieniszczące: parametry wytrzymałościowe cegieł, spoin i ścian są badane za

pomocą metod ultradźwiękowych, radiologicznych i sklerometrycznych,
Parametry jakościowe: struktury murów, kawerny, pustki, grubość, wilgotność przy

użyciu metod termowizyjnych, ultradźwiękowych, radiologicznych elektrycznych i
dielektrycznych.

12.

Wymienić metody badań wilgotności murów i jedną z nich

scharakteryzować.

Metoda karbidowa (inaczej metoda CM): szeroko stosowana w krajach zachodnich,

polega na pobraniu próbki badanego materiału, umieszczeniu jej w hermetycznym
pojemniku zaopatrzonym w manometr wraz z fiolką zawierającą ściśle określoną ilość

węglika wapnia (karbidu). Po szczelnym zamknięciu, pojemnik należy silnie
potrząstnąć. Następuje zbicie fiolki i woda zawarta w badanym materiale reaguje z

karbidem. W wyniku tej reakcji powstaje acetylen, który zwiększa ciśnienie w
pojemniku. Im większa zawartość wody w próbce, tym większe ciśnienie w pojemniku.

Odczytując na manometrze wartość tego ciśnienia, z odpowiednich tablic możemy
określić wilgotność materiału. Metoda ta jest w miarę dokładna, ale w zastosowaniach

stosunkowo droga, ze względu na duży koszt fiolek z karbidem.

13.

Scharakteryzować badania nieniszczące stosowane w

diagnostyce konstrukcji drewnianych. Na czym polegają badania

rezystograficzne?

Badania nieniszczące pełnią szczególną rolę w diagnostyce konstrukcji zabytkowych
drewnianych. Materiał ten jest jednak bardziej problematyczny od stali czy betonu,

jest bowiem niejednorodny i anizotropowy. Cechuje go szereg wad związanych z jego
biologicznym pochodzeniem – posiada wady budowy, kształtu, pęknięcia, sęki,

zgnilizny, które obniżają jego wartość techniczną i ograniczają zakres użyteczności.
Badania nieniszczące w konstrukcjach drewnianych dzieli się na dwie grupy:

–

organoleptyczne (zmysły ludzkie), należące do najstarszych metod badania

drewna – polegają na dokonywaniu oceny na podstawie wrażeń odbieranych za

pomocą wzroku, czy węchu; umożliwiają stosunkowo szybki i tani wynik, nie

wymagają kosztownego sprzętu – należy jednak zauważyć, że będzie to wynik
subiektywny, a więc potencjalnie zawodny; istnieje więc w tej metodzie duży

margines niedokładności – zmniejszany wrażliwością sensoryczną i
doświadczeniem osoby przeprowadzającej doświadczenie.

–

badania techniczne z użyciem aparatury specjalistycznej (oparte na metodach
akustycznych, elektromagnetycznych, radiologicznych, elektrycznych).

Badania rezystograficzne: nazywane badaniami oporów wiercenia, wykonywane za

pomocą rezystografu (złożonego z zespołu nawiercającego – wiertarki – i
rejestratora). Zasada działania rezystografu opiera się na stałym ruchu wiertła do

przodu (w głąb badanego drewna) przy stałej liczbie obrotów – stała prędkość
posuwu. Podczas badania, przy różnicach oporu stawianego przez drewno zmienia się

zatem nie liczba obrotów ani prędkość ruchu wiertła, ale pobór prądu, który jest
rejestrowany w postaci wykresu natężenia. Można w ten sposób rozpoznać różnice

między twardym a miękkim drewnem w obrębie przekroju.