2010-12-28

Role betonu w elementach konstrukcyjnych Norma PN-EN 206-1

(struktura normy, najważniejsze postanowienia, klasy ekspozycji) Trwałość betonu jako jedna z podstawowych jego cech (normowe ograniczenia składu betonu) Beton zwykły (charakterystyka ogólna)

- Mieszanka betonowa jest cieczą, która stosunkowo łatwo

..przyjmującą kształt formy i zagęszcza się pod wpływem np.

..wibrowania

- Beton cementowy stanowi środowisko o zasadowym odczynie

..o pH ≈ 13 (beton „zdrowy”)

- W wyniku procesów zachodzących w zaczynie cementowym

..mieszanka przyjmuje postać ciała stałego (betonu

..stwardniałego) charakteryzującego ..się:

- dużą wytrzymałością na ściskanie

fcm ≈ ok.10 do ok. 50 MPa

(specjalne tworzywa cementowe nawet do 300 MPa)

- relatywnie małą wytrzymałością na rozciąganie ftm ≈ ok. 0,1 fcm

(stąd konieczne zbrojenie)

1

2010-12-28

Konstrukcyjne elementy betonowe

Elementy betonowe (nie zbrojone)

betonowa ława

fundamentowa

Konstrukcyjne elementy zbrojone (żelbetowe) 10

15

10

21

01

01

03

6∅ 20 mm

2

0

2

1

2

01

2

2

2 2 3 2 3 2 2

35

16

zbrojenie: 18

∅ 16 mm

zginany przekrój teowy

przekrój w kształcie U

2

2010-12-28

Rola betonu w elementach konstrukcyjnych Schemat rozkładu sił wewnętrznych w elemencie zginanym an

wypadkowa sił

a

2

k

1

ściskających

isc

(beton)

śfa

oś obojętna

tres

ramię sił

wewnętrznych

0

a

3

6∅ 20 mm

n

fa

ag

2

ią

2

tre

wypadkowa sił

c

2

0

s

1

z

2

rozciągających

ro

2

2 2 3 2 3 2 2

(stal)

16

Rola betonu w elementach konstrukcyjnych beton

pręt

stalowy

warstwa

pasywacyjna

Gdy pH ≥ 11,8 istnieją warunki dla tworzenia się na powierzchni zbrojenia trwałej tzw. warstwy pasywacyjnej chroniącej stal przed korozją.

Warstwę tą tworzą żelaziany wapniowe.

Gdy pH z jakichkolwiek przyczyn obniża się < 11,8; np. karbonatyzacja lub ługowanie Ca(OH) - warstwa ta przestaje istnie 2

ć i stal koroduje.

3

2010-12-28

Rola betonu w elementach konstrukcyjnych Podsumowanie:

trzy podstawowe zadania betonu

1/ Nadaje kształt elementowi i jego przekrojowi poprzecznemu;

….w elementach zbrojonych zapewnia i utrzymuje odpowiednią

….wielkość ramienia sił wewnętrznych

2/ Dzięki wysokiej f przenosi siły (obci c

ążenia/naprężenia)

…ściskające

3/ Dzięki wysokiemu pH aktywnie chroni stal przed korozją Trwałość betonu jako jedna z podstawowych jego cech

Trwałość – czas, w jakim w danych warunkach beton zachowuje swoje właściwości na wymaganym poziomie, pozwalającym na niezakłócone pełnienie przezeń swoich założonych funkcji

Wg PN-EN 206-1 trwałość ta, w różnych warunkach eksploatacji powinna wynosić 50 lat.

Trwałość betonu zapewnia się przez odpowiedni jakościowo i ilościowo skład, poprawne ułożenie, zagęszczenie oraz odpowiednią pielęgnację. Jednym z głównych czynników zapewniających trwałość betonu jest jego zwarta struktura wewnętrzna.

4

2010-12-28

Konstrukcja betonowa

Norma PN-EN 206-1

EN ...

Normy dla

prefabrykowanych

i normy związane

wyrobów betonowych

EN 1992

EN 206-1

ENV 13670-1

(Eurokod 2)

Beton

Wykonywanie

Projektowanie konstrukcji

konstrukcji

betonowych

betonowych

PN-B-03264

Konstrukcje betonowe,

żelbetowe i sprężone

PN-EN 197

Cement

PN-EN 12350

Badania mieszanki

betonowej

PN-EN 450

Popiół lotny do

PN-N 12390

betonu

Badania betonu

PN-EN 13263

Pył krzemionkowy do

EN 13791

betonu

Ocena wytrzymałości

betonu

PN-EN 934-2

w konstrukcjach

Domieszki do betonu

PN-EN 12620

Kruszywa do betonu

PN-EN 12504

PN-EN 13055-1

Badania betonu

Kruszywa lekkie

w konstrukcjach

PN-EN 1008

Woda zarobowa do

betonu

PN-EN 12878

Pigmenty

Norma PN-EN 206-1: Beton. Wymagania, właściwości, produkcja i zgodność (struktura normy)

Definicje i symbole

Klasyfikacja

Klasy Klasy konsystencji Klasy wytrzymałości

Klasy gęstości

ekspozycji

mieszanki betonowej

betonów na ściskanie

betonów lekkich

Wymagania

Składniki betonu

Skład betonu

Mieszanka betonowa

Podział odpowiedzialności

Specyfikujący

Producent betonu

Wykonawca konstrukcji i elementów

Określenie zasad kontroli i kryteriów zgodności Beton wytworzony na budowie, beton towarowy Warunki wytwarzania

personel/sprzęt/urządzenia

5

2010-12-28

KLASY EKSPOZYCJI wg PN-EN 206-1

Typ zagrożenia

Min.

Min. klasa

Max.

Wymagane

wskutek

Klasa

Przykład przyporządkowania do danej zawartość wytrz. na

Opis środowiska

stosunek

napowietrzanie

agresji

ekspozycji

klasy

cementu

ściskanie

w/c

%

zewnętrznej

kg/m3

MPa

-dla betonów niezbrojonych Elementy betonowe wewnątrz wszystkie klasy ekspozycji budynków o małej wilgotności oprócz XF, XA oraz obciążeń powietrza

---

---

Brak agresji

XO

C 12/15

---

ścierających;

- dla betonów zbrojonych:

środowisko bardzo suche

Suche

Elementy betonowe wewnątrz

---

XC1

budynków o normalnej wilgotności

260

0,65

C 20/25

powietrza

Przeważnie mokre

- części konstrukcji

---

XC2

hydrotechnicznych;

280

0,60

C 25/30

- większość fundamentów

Karbonatyza-

cja

Umiarkowanie wilgotne

-elementy betonowe wewnątrz

budynków o podwyższonej

C 30/37

---

XC3

wilgotności powietrza;

280

0,55

- zewnętrzne elementy betonowe

osłonięte przed deszczem;

Cyklicznie: suche - mokre

Elementy nara

C 30/37

---

XC4

żone na kontakt z wodą,

300

0,50

spoza klasy ekspozycji XC2

Umiarkowanie wilgotne

Elementy betonowe narażone na

C 30/37

---

XD1

działanie mgły chlorkowej

300

0,55

Przeważnie mokre

- betonowe elementy basenów

Korozja

kąpielowych;

chlorkowa w

---

XD2

- betonowe elementy zbiorników

300

0,55

C 30/37

strefie

przemysłowych, gromadzących

śródlądowej

roztwory chlorków;

Cyklicznie: suche - mokre

Cz

---

XD3

ęści mostów, nawierzchnie

320

0,45

C 35/45

betonowe dróg i parkingów

Typ

Min.

Min. klasa

zagrożenia

Klasa

Max.

Wymagane

Przykład przyporządkowania do

zawartość

wytrz. na

wskutek

ekspozyc

Opis środowiska

stosunek

napowietrza

danej klasy

cementu

ściskanie

agresji

ji

w/c

nie %

kg/m3

N/mm2

zewnętrznej

Owiew zasolonego

Elementy zewnętrzne w pobliżu

XS1

powietrza, co

wybrzeża

300

0,50

C 30/37

---

najwyżej wilgotnego

Korozja

chlorkowa w

XS2

Środowisko

Zatopione części konstrukcji

320

0,45

C 35/45

---

strefie

podwodne

morskich

nadmorskiej

Cyklicznie: mokre -

Strefy obryzgu i obmywania

XS3

wilgotne

konstrukcji morskich (w efekcie

340

0,45

C 35/45

---

falowania morza)

Nawilżanie

Pionowe odsłonięcia elementów

XF1

umiarkowane, brak

betonowych, narażone na

300

0,55

C 30/37

---

ingerencji środków

działanie deszczu i mrozu

odladzających

Nawilżanie

Pionowe odsłonięcia elementów

umiarkowane, łącznie

betonowych, narażone na

XF2

z oddziaływaniem

działanie deszczu i mrozu oraz

300

0,55

C 25/30

4,0

środków

zraszane środkami odladzającymi

odladzających

Agresja

Nawil

Poziome powierzchnie elementów

spow.

żanie wysokie,

brak ingerencji

betonowych, wystawione na

C 30/37

zamrażaniem

XF3

320

0,50

4,0

działanie wody i mrozu

i rozmra

środków

ż.

odladzających

Nawilżanie wysokie,

- betonowe nawierzchnie dróg i

łącznie z

mostów odladzane środkami

oddziaływaniem

chemicznymi;

środków

XF4

- elementy betonowe w strefie

odladzających

340

0,45

C 30/37

4,0

oddziaływania mrozu oraz

zraszanie środkami odladzającymi;

- budowle morskie w strefie

zamarzania.

XA1

Słabo agresywne

300

0,55

C 30/37

---

Agresja

XA2

Średnio agresywne

320

0,50

C 30/37

---

chemiczna

XA3

Silnie agresywne

360

0,45

C 35/45

---

6

2010-12-28

PODSUMOWANIE OGRANICZENIA SKŁADU BETONU

WYNIKAJĄCE ZE ZRÓśNICOWANIA WARUNKÓW

EKSPLOATACJI (klas ekspozycji)

X0

XC

XS XD

XF

XA

(woda

(zamrażanie/

(agresja

(brak agresji)

(karbonatyzacja)

(inne chlorki)

morska)

rozmrażanie)

chemiczna)

Klasa

C12/15

C20/25

C30/37

C25/30

C30/37

betonu

Cmin

---

260

300

cement odporny

[kg/m3]

na siarczany

(w/c)

---

0,65

0,50

0,55

max

4,0

p

[%]

---

---

min

(z wyjątkiem

XF1)

W PEWNYCH PRZYPADKACH NIE WYMAGANIA

KONSTRUKCYJNE, LECZ TRWAŁOŚĆ BĘDZIE DETERMINOWAĆ

SKŁAD BETONU ORAZ JEGO KLASĘ

7