Z. SUCHORAB, D. BARNAT - HUNEK, H. SOBCZUK Lublin University of Technology, Lublin, Poland 8-9. 12. 2005 Gdańsk ADAPTACJA REFLEKTOMETRYCZNYCH TECHNIK POMIARU ZAWILGOCENIA OPOKI WAPNISTEJ NA PRZYKŁADZIE ZAMKU W JANOWCU ADAPTATION OF REFLECTOMETRIC TECHNIQUES FOR MOISTURE MEASUREMENT OF ROCK WALLS ON THE EXAMPLE OF JANOWIEC CASTLE

Zamek w Janowcu nad Wisłą Makieta Zamku w Janowcu Budynek Bramny Z. SUCHORAB, D. BARNAT - HUNEK, H. SOBCZUK Lublin University of Technology, Lublin, Poland 8-9. 12. 2005 Gdańsk

Zamek w Janowcu nad Wisłą Z. SUCHORAB, D. BARNAT - HUNEK, H. SOBCZUK Lublin University of Technology, Lublin, Poland 8-9. 12. 2005 Gdańsk

Zamek w Janowcu nad Wisłą Z. SUCHORAB, D. BARNAT - HUNEK, H. SOBCZUK Lublin University of Technology, Lublin, Poland 8-9. 12. 2005 Gdańsk

Dziedziniec, Dom Północny, Kaplica, Apartament Zachodni Z. SUCHORAB, D. BARNAT - HUNEK, H. SOBCZUK Lublin University of Technology, Lublin, Poland 8-9. 12. 2005 Gdańsk

Renesansowy Pałac Andrzeja Firleja i Amfilada Tarłów wzniesione w XVI w. przez wybitnego architekta Santi Gucciego Z. SUCHORAB, D. BARNAT - HUNEK, H. SOBCZUK Lublin University of Technology, Lublin, Poland 8-9. 12. 2005 Gdańsk

Problemy wilgotnościowe murów Zamku w Janowcu Fragment muru na Zamku w Janowcu strona północna Przyziemie Zamku w Janowcu strona płd. – zach. Domu Północnego

Problemy wilgotnościowe murów Zamku w Janowcu Zniszczenia zawilgoconych tynków wewnątrz Domu Bramnego Efekt silnego zawilgocenia i zasolenia murów Zamku

Charakterystyka opoki wapnistej Zdjęcie wapienia wykonane pod mikroskopem optycznym Zdjęcie zaprawy wapiennej pod mikroskopem optycznym Powszechnie spotykane utwory na Wyżynie Lubelskiej w okolicach m.in. Kazimierza Dolnego, Nasiłowa to skały osadowe wapienno - krzemionkowe zwane petrograficznie opokami. Składniki mineralne kamienia to przede wszystkim kalcyt, kwarc, glaukonit oraz podrzędnie występujące łyszczyki, wodorotlenki żelaza i minerały nieprzezroczyste reprezentowane przez piryt. Opoki te charakteryzują się dużą porowatością sięgającą 40 % a przez co stosunkowo niską wytrzymałością na ściskanie rzędu 15-29 MPa. Przy tak dużej porowatości, nasiąkliwości wagowej około 23% oraz lejkowatym, podłużnym kształcie porów podatne są na wpływ wilgoci, przez co możliwości ich wykorzystania w budownictwie są mocno ograniczone. Badania mineralogiczne kamienia i zaprawy wykazały iż jest to opoka wapnista i zaprawa wapienna.

Zdjęcia pobranych próbek z muru wykonane pod mikroskopem skaningowym Porowata struktura badanej skały uwidacznia się wyraźnie w obrazach mikroskopu skaningowego. Jej obecność w głównej mierze podkreślona jest miejscami powstałymi po wykruszeniu się igieł gąbek. Opoka wapnista Zaprawa wapienna

Badania wilgotnościowe opoki metodą TDR Stanowisko pomiarowe TDR Przed przystąpieniem do prac remontowych należałoby wykonać pełną ocenę stanu technicznego obiektu oraz poznać charakterystykę materiału z jakiego wzniesiono zamek. W związku z tym w referacie zaproponowano metodę ciągłego monitoringu TDR jako jedno z badań wilgotnościowych. Przebieg badania – próbki z sondami

Badania wilgotnościowe opoki metodą TDR Materiały budowlane ośrodki porowate - składają się z następujących faz: faza stała (mineralna), faza gazowa (puste przestrzenie powietrzne - pory), faza ciekła (woda występująca pod różną postacią) Wszystkie fazy charakteryzowane są przez różne, indywidualne stałe dielektryczne: powietrze: 1, materia stała: 4 - 9, woda: ok. 80 Względna stała dielektryczna ośrodka jest wypadkową udziału każdej z faz w objętości materiału, co można wyrazić następującą formułą matematyczną: Względna (wypadkowa) stała dielektryczna ośrodka ma wpływ na prędkość rozchodzenia się impulsu elektromagnetycznego, co zostało wykorzystane w technologii TDR.

Badania wilgotnościowe opoki metodą TDR Zestaw TDR

Badania wilgotnościowe opoki metodą TDR Zestaw TDR Komputer PC Pełni funkcję stacji sterującej Łączy się z urządzeniem pomiarowym za pomocą portu szeregowego Steruje urządzeniem pomiarowym (za pomocą specjalnego oprogramowania) Przechowuje dane odczytane przez miernik TDR Miernik - TDR multimeter MTS-1 pośredniczy pomiędzy komputerem (stacją sterującą), a sondą zainstalowaną w materiale budowlanym, generuje impuls elektromagnetyczny, odczytuje (i interpretuje) powracające echo sygnału, wyznaczając stałą dielektryczną ośrodka (niektóre modele przenośne podają zawartość wody) przedstawia graficznie w postaci reflektogramu przebieg impulsu elektromagnetycznego

Zestaw TDR Sondy TDR Należą do podstawowego wyposażenia TDR Zbudowane z kabla koncentrycznego o impedancji 50Ω przechodzącego w końcowym odcinku w dwa pręty stalowe Istnieje wiele odmian, najpowszechniejsze w zastosowaniu są sondy dwuprętowe (rdzeń przechodzi w jeden pręt, oplot w drugi):

Impuls elektromagnetyczny Reflektogramy TDR Generowany przez miernik TDR Stały przebieg w układzie o stałej impedancji Piki w miejscach w których zmienia się impedancja (początek sondy oraz koniec sondy) Przebieg impulsu można wyrazić na reflektogramie Odległość między pikami znaczącymi na reflektogramie wyraża jednocześnie czas propagacji impulsu [ts]

Pomiar zawartości wody techniką TDR Względna stała dielektryczna ośrodka określana jest następującym wzorem: Określenie zawartości wody w oparciu o formuły empiryczne: Topp’a Malickiego

Profile wilgotnościowe

Współczynnik przenikania wody w wg PN-EN 1062-3:2000 Równocześnie na tych samych próbkach wykonano oznaczanie współczynnika przenikania wody w tzw. przepuszczalności na podstawie polskiej normy PN-EN 1062-3:2000. Na podstawie trzech wyników oznaczono nasiąkliwość powierzchniową np oraz współczynnik przenikania wody w. Wg normy opokę wapnistą zakwalifikowano ze względu na współczynnik przenikania wody do klasy I, co oznacza wysoki współczynnik w. Wyniki badań przedstawia tabela: Tabela. Nasiąkliwość powierzchniowa oraz współczynnik przenikania wody Czas badania [doba] np [kg/m2] w [kg/m2  h0,5] 1 13,27 2,71 3 16,50 1,94 7 17,82 1,37 14 18,03 0,98

Wnioski Technika pomiarowa TDR jest dobrą alternatywą przy pomiarach zawilgocenia materiałów budowlanych Znajduje zastosowanie nie tylko w warunkach laboratoryjnych – istnieje możliwość użycia jej w pomiarach terenowych Umożliwia ciągły monitoring zawilgocenia przegród budowlanych Jest stosunkowo niewrażliwa na zawartość soli w materiałach budowlanych Jest metodą ciągle rozwijaną – projektowane są nowe rozwiązania konstrukcyjne sond

Dziękujemy za uwagę ADAPTACJA REFLEKTOMETRYCZNYCH TECHNIK POMIARU ZAWILGOCENIA OPOKI WAPNISTEJ NA PRZYKŁADZIE ZAMKU W JANOWCU