Podejście normowe do projektowania i realizacji betonowych obiektów oczyszczania i przesy ł ania ścieków z uwzględnieniem zapisów podstawowych norm PN-EN wprowadzonych w latach 2002-2005
Podstawowe normy
PN-EN 197-1:2002 Cement. Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku ze zmianą PN-EN 197-1:2002/A1 wprowadzoną w styczniu 2005;
PN-EN 12620:2004 Kruszywa do betonu z poprawką PN-EN
12620:2004/AC wprowadzoną w grudniu 2004;
PN-EN 206-1:2003 Beton. Część 1: Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność;
PN-B-03264:2002: Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprę-
żone. Obliczenia statyczne i projektowanie z uzupełnieniem PN-B-03264:2002/Ap1 z grudnia 2004
Norma PN-EN 197-1 Cement. Cementy
powszechnego użytku
W normie wprowadzono:
trzy zasadnicze klasy wytrzymałościowe cementu, tj. 32,5 MPa, 42,5 MPa, 52,5 MPa,
dwie grupy obejmujące wytrzymałość wczesną o oznaczeniach: N - cement o normalnej wczesnej wytrzymałości, R - cement o wysokiej wczesnej wytrzymałości,
grupę cementów o oznaczeniu LH tj. cementów o niskim cieple hydratacji,
pięć zasadniczych rodzajów cementów o oznaczeniach: CEM I
- cement portlandzki,
CEM II - cement portlandzki, wieloskładnikowy, CEM III - cement hutniczy,
CEM IV - cement pucolanowy,
CEM V
- cement wieloskładnikowy.
Norma PN-EN 206-1. Beton. Część 1:
Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność Wyróżnia ze względu na agresywne oddziaływanie środowiska 7
klas ekspozycji, a mianowicie:
X0 -
brak zagrożenia,
XC -
zagrożenie spowodowane karbonatyzacją,
XD -
zagrożenie spowodowane chlorkami
niepochodzącymi z wody morskiej
(środki
odladzające, woda przemysłowa),
Norma PN-EN 12620 Kruszywa do betonu
Ogólną przydatność do betonu kruszyw zwykłych i ciężkich ustala się zgodnie z PN-EN 12620. Wprowadzenie tej normy jest równoznaczne z wycofaniem dotychczasowej normy PN-88/B-06712 Kruszywa mineralne do betonu. W nowej normie wymaga się przeprowadzenia odpowiednich badań, które są ujęte w 5 grupach norm:
EN 932 – Badania podstawowych właściwości kruszyw,
EN 933 – Badania geometrycznych właściwości kruszyw,
EN 1097 – Badania mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw,
EN 1307 – Badania właściwości cieplnych i odporności kruszyw na działanie czynników atmosferycznych,
EN 1744 – Badania chemicznych właściwości kruszyw.
Według PN-EN 12620:2004 rozróżnia się ze względu na uziarnienie:
kruszywo drobne, o wymiarach ziarn D równych 4 mm lub mniejszych,
kruszywo grube, o wymiarach ziarn D równych 4 mm lub większych, oraz d równych 2 mm lub większych,
kruszywo naturalne 0/8 mm pochodzenia lodowcowego i/lub rzecznego, o D równym 8 mm lub poniżej. Kruszywo takie może być wytworzone również przez wymieszanie kruszywa przetworzonego,
kruszywo o uziarnieniu ciągłym, będące mieszanką kruszyw grubych i drobnych.
Wymiary kruszywa określone są wymiarami dolnego (d) i górnego (D) sita i wyrażone jako stosunek d/D. W
oznaczeniu tym przyjmuje się, że w kruszywie występuje nadziarno, zatrzymane na sicie górnym i podziarno, przechodzące przez sito drobne. Wszystkie wymienione kruszywa powinny spełniać wymagania dotyczące uziarnienia (w normie tablica 2, str. 8).
Norma PN-B-03264:2002 (uzupełnienie w 2004) Tablica 2 Graniczne szerokości rys w
w konstrukcjach
lim
żelbetowych wg PN-B-03264:2002
Wymagania
Klasa ekspozycji
w
mm dla kombinacji
lim
użytkowe
obciążeń długotrwałych
Ochrona
przed X0 XC1 XC2 XC3 XC4
0,3
korozją
XF1 XF3
XD1 XD2 XD3
0,2
XS1 XS2 XS3
XF2 XF4
XA1 XA2 XA3
0,11)
Zapewnienie szczelności
1) Jeżeli przepisy szczegółowe nie stanowią inaczej.
Tablica 3 Minimalne grubości otulenia prętów i zalecenia dotyczące jakości betonu ze względu na korozje wg PN-B-03264:2002
Klasa ekspozycji
Przyczyna korozji
wg tablicy 6
brak
karbonatyzacja
chlorki
chlorki z wody morskiej
X0
XC1
XC2
XC3
XC4
XD1
XD2
XD3
XS1
XS2
XS3
minimaln
stal zwykła
10
15
20
25
40
40
a grubość
stal
15
20
30
35
50
50
otulenia
sprężająca
c
(mm)
min
minimalna klasa betonu
B15
B20
B20
B25
B30
B37
B37
B45
B37
B45
B45
maksymalny stosunek w/c
-
0,65
0,60
0,60
0,50
0,55
0,55
0,45
0,50
0,45
0,45
minimalna zawartość
-
260
280
280
300
300
300
320
300
320
340
cementu kg/m3
Projektowanie konstrukcji na trwałość wg PN-EN 206-1:2003
Metody projektowania betonu z uwzględnieniem jego trwałości to:
metoda oparta na podstawie długookresowego
doświadczenia z materiałami miejscowymi i praktyki oraz szczegółowej wiedzy o lokalnym środowisku,
metody oparte na udokumentowanych badaniach, które są reprezentatywne dla rzeczywistych warunków,
metody oparte na modelach analitycznych
wyskalowanych na odstawie danych z badań
reprezentatywnych dla rzeczywistych warunków występujących w praktyce.
Specyfikacja cech betonu nie
zabezpieczonego powłokami
Każdy nowy obiekt betonowy związany z przesyłaniem i oczyszczaniem ścieków powinien być przeanalizowany pod kątem specyfikacji cech betonu. Najczęściej równocześnie występuje kilka rodzajów obciążeń, np.:
korozja spowodowana chlorkami niepochodzącymi z wody morskiej (np. z środków odladzających nawierzchnie); obiekty mokre; klasa ekspozycji XD2,
korozja spowodowana agresją chemiczną typu: = 3000 mg/l, pH ≥ 4,5; = 100 mg/l, klasa ekspozycji XA3;
korozja spowodowana ścieraniem (np. powierzchnie przelewów), klasa ekspozycji XM3.
Posługując się tablicą 5 specyfikuje się cechy betonu właściwe dla odpowiedniej klasy ekspozycji a następnie wybiera beton o najwyższych właściwościach.
Tablica 5 Zestawienie cech betonu w stosunku do określonej klasy ekspozycji betonu
Cechy
W/C
Minimalna klasa
Ilość cementu kg/m3 betonu
betonu
Klasa
ekspozycji
XD2
0,55
C 30/37
300
XA3
0,45
3601)
C 35/45
XM3
0,45
3202)
C 35/45
1) Cement siarczanoodporny,
2) Kruszywo odporne na ścieranie
Wymagane cechy betonu są następujące:
beton klasy C 35/45 o w/c ≤ 0,45;
cement siarczanoodporny CEM III A 42,5 lub HSR
42,5 w ilości 360 kg/m3,
kruszywa grube łamane bazaltowe,
nasiąkliwość betonu 5%,
wodoszczelność W10.
Podsumowanie
Ujęta w referacie problematyka przedstawia inżynierowi budowlanemu aktualne uwarunkowania projektowania obiektów oczyszczania ścieków z uwzględnieniem zapisów czterech podstawowych norm PN-EN. Intencją autora jest zwrócenie uwagi decydentom i projektantom, a w konsekwencji także i służbom nadzoru inwestorskiego na minimalne wymagania, jakie należy uwzględnić, by zaprojektować trwałe konstrukcje. Omawiane normy zawierają szereg zapisów o takim charakterze, co szczegółowo przedstawiono w referacie, a które często są niedostrzegane w różnych fazach procesu inwestycyjnego. Odstępstwa od wymagań mogą być wynikiem działań przypadkowych takich jak ukryte wady materiałowe, niedociągnięcia wykonawstwa, nieprzewidziane oddziaływania korozyjne ścieków a nawet pewne wpływy atmosferyczne itp., natomiast nie mogą wynikać z niewiedzy inżyniera budowlanego. Problem polega jedynie na tym, by w odpowiednim czasie właściwie skojarzyć wiele informacji i wymagań zawartych w różnych źródłach.