Wspomnienie o Jerzym Ciesielskim — inżynierze, naukowcu

Na wstępie przypomnę kilka istotnych faktów dotyczących Jerzego Ciesielskiego. Urodził się 12 lutego 1929 r. w Krakowie. W maju 1948 r. zdał maturę z wynikiem bardzo dobrym w krakowskim V Liceum im. A. Witkowskiego, a w październiku tego roku rozpoczął studia na Wydziale Inżynierii ówczesnych Wydziałów Politechnicznych AG w Krakowie. Studia I stopnia w zakresie konstrukcji żelbetowych ukończył 13 lutego 1952 r., uzyskując tytuł inżyniera budownictwa lądowego. Dwa lata później, 26 lutego 1954 r., otrzymał tytuł magistra inżyniera, kończąc studia II stopnia na Wydziale Budownictwa Lądowego¹.
Pracę zawodową podjął wcześnie. W trakcie studiów, w latach 1951–1953, pracował w Krakowskim Przedsiębiorstwie Budownictwa Przemysłowego w Nowej Hucie jako kierownik budowy, następnie przez cztery lata — w charakterze starszego projektanta w Biurze Projektów Budownictwa Komunalnego w Krakowie. Zgodnie z nakazem pracy, po zakończeniu studiów, w 1954 r. zatrudnił się w Biurze Projektów Przemysłu Skórzanego jako projektant. Jednak jeszcze w styczniu 1954 r., przed złożeniem końcowego egzaminu magisterskiego, został także przyjęty do pracy w Zakładzie Badawczym Katedry Budownictwa Żelbetowego na Wydziałach Politechnicznych AGH. W styczniu 1955 r. mgr inż. Jerzy Ciesielski objął tu pełny etat (zatrzymując dodatkowo pół etatu w biurze projektów). Wydziały Politechniczne AGH uzyskały 7 lipca 1954 r. pełną niezależność i przekształciły się w samodzielną uczelnię, Politechnikę Krakowską.

Zakład Badawczy, w którym zatrudniono Jerzego Ciesielskiego, został powołany w 1953 r. na Wydziale Budownictwa Lądowego, przy nowo utworzonej Katedrze Budownictwa Żelbetowego. Wykonywano w nim prace naukowo-badawcze dla przemysłu i uruchomiono dział usługowy, prowadzący bieżące badania kontraktowe. W lutym 1955 r. kierownikiem tej jednostki został mgr inż. Władysław Detko², który podejmując się tej funkcji, zdawał sobie sprawę z odpowiedzialności, ale w obliczu rosnącego zapotrzebowania na nowe technologie w dziedzinie budownictwa dostrzegał również możliwości rozwoju tego ośrodka. W zakładzie skupiono się więc na nowoczesnych rozwiązaniach. Należały do nich konstrukcje sprężone. Na świecie konstrukcje sprężone były rozwijane od lat 20., przede wszystkim w USA, Francji, Belgii i Szwajcarii. W Polsce pierwsze prace badawcze w tej dziedzinie podjęto dopiero w 1953 r., na Politechnice Warszawskiej i na Politechnice Krakowskiej. Od 1954 r. intensywne działania w celu wdrożenia technologii sprężania elementów prostoliniowych prowadził zatrudniony w Zakładzie Badawczym PK Jerzy Ciesielski. Warto pamiętać, że przy współpracy Zakładu Badawczego Katedry Budownictwa Żelbetowego PK w 1954 r., po raz pierwszy w Polsce, zostały zrealizowane dźwigary sprężone (o rozpiętości 13,2 m).
Pracownicy Zakładu Badawczego zajmowali się i innym zagadnieniem: rozumiano, że wznoszenie zbiorników z betonu sprężonego³, zamiast żelbetowych, może przynieść gospodarce korzyści, a zapotrzebowanie na silosy i zbiorniki na materiały sypkie było w tym okresie duże. Rozwiązanie konstrukcyjne, znane jako „metoda sprężania konstrukcji kołowo-symetrycznych pojedynczymi cięgnami systemem odcinkowym”⁴, zostało po raz pierwszy zastosowane w naszym kraju w 1957 r., przy budowie basenu wodnego mokrego zbiornika gazu o pojemności 10 tys. m3. Autorem projektu był mgr inż. Andrzej Cyran, a kierownikiem robót sprężających — mgr inż. Jerzy Ciesielski.
Obiekt zlokalizowany był w Krakowie, w Nowej Hucie. Na obwodzie zbiornika zaprojektowano 8 pilastrów, co pozwoliło na zamknięcie obwodu za pomocą 4 dwuprzęsłowych cięgien typu 18ø5 mm. Cięgna tej mocy zastosowano w Polsce po raz pierwszy (dotychczas używano typu 12ø5 mm). Ścianę zbiornika sprężono w kierunku obwodowym cięgnami zewnętrznymi, natomiast w kierunku pionowym cięgnami wewnętrznymi. W obu przypadkach zastosowano bloki kotwiące żelbetowe o średnicy 120 mm i tej samej wysokości oraz betonowe stożki kotwiące. Było to pierwsze zastosowanie w Polsce żelbetowych bloków i betonowych stożków kotwiących na skalę przemysłową. Monolityczną ścianę zbiornika wykonano z betonu na kruszywie bazaltowym (cement portlandzki „350”) o wytrzymałości na ściskanie 30 MPa. Realizacja obiektu ujawniła nowe trudności i zmusiła do ich praktycznego rozwiązania. Podstawowym celem pracy naukowej Jerzego Ciesielskiego było więc określenie rzeczywistej wartości siły sprężającej w rozwiniętym cięgnie sprężającym na obwodzie zbiornika.

Wyniki przeprowadzonych wtedy badań Jerzy Ciesielski podsumował w swojej pracy doktorskiej pt. „Realizacja i straty siły naciągowej przy odcinkowym sprężaniu powłok cylindrycznych”. Publiczna obrona jego rozprawy, oznaczonej nr 1 w Instytucie Budownictwa Politechniki Krakowskiej, odbyła się 24 czerwca 1960 r. Dla społeczności Instytutu i Zakładu Badawczego było to wydarzenie niezwykłe. Szczególnie przeżywał to sam Jerzy Ciesielski. Z pozyskanych materiałów archiwalnych wynika, że zawiadomienia o publicznej obronie zostały wysłane do 73 osób, reprezentujących różne biura projektowe, przedsiębiorstwa produkcyjne, spółdzielnie pracy, wojewódzkie urzędy i do kierowników budów, do 59 pracowników Politechniki Krakowskiej i do 40 znajomych i przyjaciół, w sumie do 172 osób. Przez obu recenzentów praca doktorska została oceniona bardzo wysoko, a w publicznej obronie głos zabrało 11 dyskutantów.

Po obronie pracy doktorskiej Jerzy Ciesielski otrzymał stanowisko adiunkta naukowo-dydaktycznego PK, równocześnie uczestniczył w realizacji różnych obiektów inżynieryjnych, jak np.: sprężanie 5-przęsłowego mostu (5 m x 22 m) przez Wisłę w Łączanach (1954–1963), eksploatowanego do chwili obecnej.

Jesienią 1964 r. doszło w Łagiszy do awarii trójprzęsłowego, żelbetowego wiaduktu drogowego (najdłuższe przęsło miało 22 m). Po zakończeniu betonowania nastąpiło wyboczenie dwóch oddzielnych części rusztowania, posadowionego na bardzo zawilgoconym terenie, co doprowadziło do ugięcia skrajnych belek (14 cm) i powstania rys. Tradycyjne, dotychczas stosowane metody naprawy konstrukcji, polegające na rozkuciu i ponownym zabetonowaniu, jak również na zastosowaniu iniekcji cementowej nie gwarantowały powodzenia. Wzmocnienie przez sprężenie było również mało skuteczne. Na podstawie informacji zawartych w publikacjach zagranicznych postanowiono przeprowadzić próbę klejenia rys i pęknięć za pomocą żywic epoksydowych krajowej produkcji. Naprawa tą metodą, wykonana przez Jerzego Ciesielskiego z zespołem, jako pierwsza interwencja tego typu w Polsce, ujawniła wiele problemów, które wymagały szybkiego rozwiązania.
Żywice epoksydowe były na Zachodzie znane od 1930 r., a ich produkcję przemysłową rozpoczął szwajcarski koncern CIBA w 1946 r. W budownictwie, do naprawy dróg, a potem konstrukcji, zastosowano je po raz pierwszy w 1955 r. w USA, by od 1962 r. używać ich także do łączenia prefabrykatów w konstrukcjach kablobetonowych (we Francji i w ZSRR). W Polsce produkcją zajął się Instytut Tworzyw Sztucznych w Sarzynie w 1958 r., a wyniki pierwszych prac badawczych opublikowano dopiero w 1962 r.

Począwszy od wspomnianej naprawy wiaduktu w 1964 r. dr inż. Jerzy Ciesielski realizował trzyletni program prac naukowo-badawczych. W efekcie zostało rozwiązanych w oryginalny sposób kilka zagadnień. Kompleksową analizę podjętej problematyki zawiera jego praca habilitacyjna „Badania nad zastosowaniem żywic epoksydowych do połączeń prefabrykatów i napraw konstrukcji betonowych”, opublikowana w Zeszycie Naukowym nr 4 Politechniki Krakowskiej z 1968 r. Warto przywołać kilka najistotniejszych ustaleń z tej monografii. Przede wszystkim określono własności ciekłych kompozycji na bazie EPIDIANU 5, przeznaczonych do iniekcji rys, jako nieodbiegające w sposób znaczący od własności tworzyw stosowanych za granicą. Jerzy Ciesielski wraz z zespołem współpracowników opracował „grawitacyjną metodę wypełniania rys” (skuteczną dla rys o rozwartości ≥ 0,2 mm). Wykazano pełną skuteczność naprawiania uszkodzonych elementów żelbetowych tą metodą, jak i skuteczność połączeń prefabrykatów kablobetonowych, wykonanych „na docisk”, przez iniekcję i za pomocą zapraw żywicznych. Badania belek monolitycznych i prefabrykowanych o stykach klejonych wykazały pełną zgodność z wynikami obliczeniowymi. Był jeszcze jeden wniosek: okazało się, że stosowanie elementów prefabrykowanych ze stykami klejonymi pozwala oszczędzić około 25 proc. stali używanej do sprężania.
Dodam jeszcze, że Jerzy Ciesielski jest autorem lub współautorem 43 publikacji i 3 patentów. Był rzeczoznawcą Ministerstwa Budownictwa i Przemysłu Materiałów Budowlanych w zakresie konstrukcji kablobetonowych, członkiem ministerialnego zespołu koordynującego do spraw rozwoju konstrukcji z betonu sprężonego, rzeczoznawcą PZITB. Wykonał 16 orzeczeń i ekspertyz, 13 projektów różnych obiektów konstrukcyjnych. Brał bezpośrednio udział w realizacji prac związanych ze sprężeniem konstrukcji i wypełnieniem zaczynem cementowym kanałów kablowych. Był uzdolnionym naukowcem, ale i świetnym inżynierem praktykiem. Za działalność w PZITB został odznaczony w 1965 r. Złotą Odznaką PZITB. Ponadto za wybitne osiągnięcia w dziedzinie techniki otrzymał w 1969 r. nagrodę NOT stopnia II.

1. W 1953 r. w wyniku zmian organizacyjnych w strukturze Wydziałów Politechnicznych AGH Wydział Inżynierii Lądowej i Wodnej został podzielony na Wydział Budownictwa Lądowego i Wydział Budownictwa Wodnego. ↩︎
2. Władysław Detko — urodzony w 1907 r. w Sosnowcu; w 1936 r. zdał egzamin dyplomowy w Instytucie Gramme de Liege (Belgia), uzyskując tytuł inżyniera technologa na Wydziale Konstrukcyjnym. Od marca 1937 r. pracował w Urzędzie Morskim w Gdyni, w Oddziale Budowli Naziemnych. Po zakończeniu II wojny światowej do końca 1948 r. był dyrektorem Zjednoczenia Przemysłu Materiałów Budowlanych okręgu krakowskiego, a 1 stycznia 1949 r. zorganizował na zlecenie władz Biuro Projektów dla Przemysłu Materiałów Budowlanych (Cement, Wapno, Gips), w którym został naczelnym inżynierem. Opracował dwa patenty z dziedziny prefabrykacji. ↩︎
3. Pierwszy zbiornik o ścianie sprężonej w sposób ciągły pojedynczym drutem o średnicy 5 mm za pomocą nawijarki karuzelowej powstał w 1942 r. w USA. W Polsce nawijarkę zaprojektował mgr inż. Seweryn Wróblewski z Politechniki Warszawskiej w 1956 r., natomiast po raz pierwszy zastosowano ją podczas budowy 3 silosów na sodę w Janikowie (1957 r). Projektantem i wielkim zwolennikiem tej technologii sprężania był mgr inż. Stanisław Kuś z Politechniki Warszawskiej. ↩︎
4. Eugéne Freyssinet (Francja) wraz z zespołem skonstruował w 1942 r. hydrauliczne prasy naciągowe, agregaty naciągowe i betonowe zakotwienia
   stożkowe do sprężania belek i płyt. W 1944 r. opracował technologię sprężania konstrukcji kołowo-symetrycznych z zastosowaniem hydraulicznych pras naciągowych. ↩︎

Artykuł powstał na podstawie wystąpienia wygłoszonego 5 listopada, podczas seminarium upamiętniającego Jerzego Ciesielskiego w 55. rocznicę jego śmierci.