16. Krótka charakterystyka materiałów konstrukcyjnych stosowanych w żelbetowym budownictwie podziemnym.

Beton:

• Beton zwykły, charakteryzujący się gęstością objętościową powyżej 1800 kg/m³, wykonany z cementu, wody, kruszywa mineralnego o frakcjach piaskowych i grubszych oraz ewentualnie dodatków mineralnych (udział przekraczający 5% masy cementu) i domieszek chemicznych (udział do 5% masy cementu) ;

• Beton lekki kruszywowy, charakteryzujący się gęstością objętościową w stanie suchym nie większą niż 2000 kg/m³, wykonany z cementu, kruszywa lekkiego mineralnego (i sztucznego, pochodzenia mineralnego), wody oraz dodatków mineralnych przekraczający

i domieszek chemicznych ;

• Autoklawizowany beton komórkowy, charakteryzujący się gęstością objętościową w stanie suchym do 750 kg/m³, o strukturze porowatej, powstającej na skutek wytwarzania się pęcherzyków gazu w mieszance zarobowej, tj. mieszaninie spoiwa (wapna, cementu), kruszywa (piasku kwarcowego, popiołów lotnych), wody, środka pianotwórczego (np. proszku aluminiowego) oraz środka powierzchniowo czynnego i ewentualnie innych dodatków; beton ten jest otrzymywany w wyniku reakcji fizykochemicznych miedzy spoiwem a kruszywem w warunkach obróbki cieplnej w parze wodnej nasyconej o ciśnieniu co najmniej 1 MPa ;

Najczęściej w budownictwie podziemnym stosuje się beton zwykły.

Tab.1 Dopuszczalne najmniejsze ilości cementu portlandzkiego i największe wartości w/c.

Beton zwykły	Najmniejsza dopuszczalna ilość cementu w kg na 1 m^3 mieszanki betonowej do wykonania betonu		Największa dopuszczalna wartość w/c
		Zbrojonego		niezbrojonego
Osłonięty przed bezpośrednim działaniem czynników atmosferycznych (np. otynkowany)	220	190	0,75
Narażony bezpośrednio na działanie czynników atmosferycznych	270	250	0,60
Narażony na stały dostęp wody przed zamarznięciem	270	270	0,55

Największa ilość cementu nie powinna przekraczać:

• w betonach klasy poniżej B35 - 450 kg/m³ ;

• w betonach pozostałych klas - 550 kg/m³ .

Ważnymi właściwościami betonu zwykłego są:

• odporność na działanie mrozu, oznaczana stopniem mrozoodporności ( od F25 do F300)

Wskaźnik N	Stopień mrozoodporności
Do 25	F25
26 - 50	F50
51 - 75	F75
76 - 100	F100
101 - 150	F150
151 - 200	F200
Ponad 200	F300

• stopień wodoszczelności ustala się w zależności od wskaźnika ciśnienia i warunków wodnych.

Wskaźnik ciśnienia	Stopień wodoszczelności betonu przy jednostronnym parciu wody
		Stałym	Okresowym
0,5 - 5	W2	W2
6 - 10	W4	W2
11 - 15	W6	W4
16 - 20	W8	W6
21 - 40	W10	W8
Ponad 40	W12	W10

Podstawową właściwością wytrzymałościową betonu zwykłego jest jego wytrzymałość na ściskanie. Wytrzymałość na rozciąganie, docisk itp. są rozpatrywane jako funkcje tej wytrzymałości.

Wytrzymałość betonu uzależniona jest od wielu czynników, przy czym do najważniejszych należą: uziarnienie i jakość kruszywa, ilość i jakość cementu, ilość i jakość wody, jak również technologia wykonania, sposób pielęgnacji, środowisko pracy i wiek betonu.

Wytrzymałość betonu zwiększa się wraz z jego wiekiem, przy czym największy przyrost następuje w pierwszych 7 dniach po uformowaniu elementu. Miarodajna w obliczeniach jest wytrzymałość 28-dniowa.

Żelbet jest tworzywem powstałym z połączenia betonu i stali zbrojeniowej. Materiały te współpracują dzięki siłom przyczepności. Stal przejmuje naprężenia rozciągające, natomiast beton głównie ściskające.

Do zbrojenia konstrukcji żelbetowych stosuje się pręty ze stali zbrojeniowej klas A-0, A-I , A-II, A-III i A-IIIN

oraz druty. Klasa i gatunek oraz średnice prętów i drutów stosowanego zbrojenia powinny być zgodne z projektem.

Zastosowanie poszczególnych gatunków i rodzajów stali zbrojeniowej:

• A-0 gatunku StOS-b : zbrojenie konstrukcyjne, rozdzielcze i strzemiona w konstrukcjach z betonu oraz jako zbrojenie nośne w elementach o małym stopniu zbrojenia i niskiej klasie betonu

• A-I gatunku St3SY-b i St3S-b : zbrojenie nośne w konstrukcjach pracujących pod obciążeniem wielokrotnie zmiennym i dynamicznym, w konstrukcjach narażonych na drgania sejsmiczne, na działanie ciśnienia gazów lub cieczy oraz w konstrukcjach pracujących w środowiskach agresywnych, pod warunkiem zabezpieczenia tych konstrukcji przed korozją. Ze stali klasy A-I gatunku St3SY-b należy wykonać uchwyty montażowe elementów prefabrykowanych.

• A-II gatunku 18G2-b : zbrojenie nośne w konstrukcjach pracujących pod obciążeniem wielokrotnie zmiennym i dynamicznym, w podwyższonej temperaturze, narażonych na drgania sejsmiczne, na działanie ciśnienia gazów lub cieczy, gwałtowne działanie ciśnienia powietrza (podmuch) oraz w konstrukcjach pracujących

w środowiskach agresywnych, pod warunkiem zabezpieczenia tych konstrukcji przed korozją.

• AII gatunku St50B : stosuje się jako nośne, nie należy ich jednak stosować w konstrukcjach poddanych działaniu obciążeń wielokrotnie zmiennych, nie nadają się do spawania łukowego i zgrzewania punktowego

• A-II gatunku 20G2Y-b : zbrojenie nośne w konstrukcjach żelbetowych, może pracować pod obciążeniem wielokrotnie zmiennym.

• A-III gatunku 34GS : podstawowy rodzaj zbrojenia nośnego konstrukcjach z betonu, może pracować w podwyższonej temperaturze

• A-IIIN gatunku 20G2VY-b : zbrojenie nośne podłużne w żelbetowych elementach zginanych o stopniu zbrojenia większym niż 0,25%, nie należy stosować w konstrukcjach poddanych obciążeniom wielokrotnie zmiennym lub dynamicznym, podwyższonej temperaturze oraz w środowiskach agresywnych

• Druty ze stali D-I gatunku St2S : zbrojenie rozdzielcze, strzemiona, zgrzewane w postaci siatek.

W elemencie żelbetowym pręty nośne zaleca się wykonać ze stali jednego gatunku. W szczególnych wypadkach dopuszcza się stosowanie w jednym przekroju prętów z różnych gatunków i klas stali, pod warunkiem uwzględnienia ich wytrzymałości i zakresu stosowania.

Do wykonania konstrukcji żelbetowych, należy stosować beton wg PN-88/B-06250 o klasach od B15 do B70, zachowując następujące zasady stosowania najniższych klas betonu dla poszczególnych rodzajów konstrukcji: - konstrukcje betonowe - min. B15

- konstrukcje żelbetowe:

- zbrojone stalą A-0 do A-III - min. B15

- zbrojone stalą A-IIIN - min. B20

- konstrukcje żelbetowe poddane obciążeniu wielokrotnie zmiennemu - min. B30

---