Transcript
Dariusz Sobala Zakład Dróg i Mostów Politechniki Rzeszowskiej Materiał dydaktyczny Zapewnienie wymaganej trwałości mostów żelbetowych: otulina i zarysowanie Procedura określania wymaganej grubości i jakość otuliny w elementach żelbetowych obiektów mostowych wg EC2 Krok Opis Punkt wg EC 1 Określenie klasy konstrukcji. Podstawową klasa konstrukcji w Eurokodach o trwałości projektowej 50 lat jest S4. Mosty zreguły to obiekty klasy S5 odpowiadającej trwałości projektowanej równej 100 lat. PN-EN 19902 Określenie wymaganej minimalnej grubości otuliny zbrojenia ze względu na przyczepność zbrojenia do betonu c min,b jako równej maksymalnej średnicy zbrojenia lub średnicy zastępczej wiązki prętów.Tablica 4.2. PN-EN 1992-1-1 W przypadku, gdy średnica zbrojenia przekracza 32mm wartość c min,b należy zwiększyć o 5mm. 3 Określenie adekwatnych klas ekspozycji dla projektowanego elementu. Ze względu na liczne narażenia (karbonatyzacja,chlorki z powietrza, środków odladzających lub/i wody morskiej, zamarzanie i odmarzanie, agresję chemiczną wody gruntowej lub gruntu, ścieranie) właściwe może okazać się wzięcie pod uwagę kilku klas ekspozycji i określenieminimalnych wymagań ma podstawie najniekorzystniejszego wyniku analizy. Tablica 4.1. PN-EN 1992-1-1 4 Określenie wymaganej minimalnej klasy betonu w projektowanym elemencie ze względu na klas y ekspozycji (korozjęlub/i spodziewane uszkodzenia betonu – wg p. 3).Tablica E1.N Załącznik E PN-EN 1991-1-1 5 Wprowadzenie ewentualnych poprawek dotyczących klas ekspozycji ze względu na: ã klasę/trwałość konstrukcji – w przypadku trwałości 100lat należy zwiększyć klasę ekspozycji o 2 ; ã przyjętą klasę (wytrzymałość) betonu w projektowanym elemencie – w przypadku klasy betonu przyjętej znaddatkiem w stosunku do wymagań minimalnych można klasę ekspozycji zmniejszyć o 1; ã formę/kształt elementu konstrukcyjnego – dla płyt można klasę ekspozycji zmniejszyć o 1; ã kontrolę jakości betonu – w przypadku specjalnej kontroli jakości betonu klasę ekspozycji można zmniejszyć o 1. Zalecaną kla s ą ekspozycji dla powierzchni chronionych izolacją wodoszczelną jest XC3. Tablica 4.3N PN-EN 1992-1-1 4.2. (105) PN -EN 1992-26 Określenie wymaganej minimalnej grubości otuliny zbrojenia ze względu na trwałość konstrukcji c min,dur w zależnościod klasy konstrukcji (patrz krok 1) oraz klas ekspozycji (patrz krok 5). Tablica 4.4N PN-EN 1992-1-17 Określenie zwiększenia otuliny ze względu na bezpieczeństwo ∆ c dur, γ . Zalecana wartość ∆ c dur, γ =0 4.4.1.2. ( 6 ) PN-EN 1992-1-18 Określenie zmniejszenia otuliny ze względu na stosowanie stali nierdzewnej ∆ c dur,st . Zalecana wartość ∆ c dur,st =0 4.4.1.2. ( 7 ) PN-EN 1992-1-19 Określenie zmniejszenia otuliny ze względu na dodatkową ochronę ∆ c dur,add . Zalecana wartość ∆ c dur,add =0. Wykorzystanie redukcji ze względu na dodatkową ochronę może być uzasadnione np. w przypadku płyty pomostuchronionej dwoma warstwami izolacji lub izolacją i elementem konstrukcyjnym o odpowiedniej trwałości. 4.4.1.2. (8) PN-EN 1992-1-110 Określenie wartości minimalnej otuliny zbrojenia z zależności: c min = max {c min,b ; c min,dur + Δ c dur, γ – Δ c dur,st – Δ c dur,add ; 10 mm } (patrz krok 2, 6, 7 8 i 9) 4.4.1.2. (2) P PN-EN 1992-1-111 Określenie wartości odchyłki wykonawczej w trakcie układania zbrojenia ∆ c dev (zalecana wartość to ∆ c dev =10mm ) ã dla zwiększonej wymaganej dokładności na budowie: 5 mm ≤ Δ c dev ≤ 10 mm ; ã dla zwiększonej wymaganej dokładności w prefabrykacji: 0 ≤ Δ c dev ≤ 10 mm 4.4.1.3. (1)P 4.4.1.3. (3) PN-EN 1991-1-112 Określenie wartości nominalnej (umieszczanej na rysunkach) grubości otuliny zbrojenia z zależności: c nom = c min + ∆ c dev (patrz krok 10 i 11) . Wartość grubości nominalnej otuliny należy zwiększyć o: ã 5mm jeżeli powierzchnia betonu ma być nierówna; ã 40mm w przypadku układania betonu na nierównej powierzchni; ã 75mm w przypadku układania betonu wprost na gruncie. 4.4.1.1. (2) P4.4.1.2. (11)4.4.1.3. (4) PN-EN 1992-1-1 Uwagi dodatkowe: ã Wg p. 4.2. (106) PN - EN 1992 - 2, jeśli stosuje się s ól odladzającą, wszystkie eksponowane powierzchnie betonu wewnątrz obszaru oszerokości 6m od jezdni w kierunku poziomym i 6 m w kierunku pionowym, należy uważ a ć za bezpośrednio narażone na oddziaływaniesoli. Za bezpośrednio narażone na oddziaływanie soli należy także uważ a ć górne powierzchnie podpór i przerwy dylatacyjne. Zalecaneklasy ekspozycji powierzchni bezpośrednio narażonych na odladzanie solą to XD3 i XF2 lub XF4 (należy dobrać właściwą) z otulinami dlaklas XD podanymi w Tablicach 4.4N i 4.5N. ã Wg p. 4.4.1.2. (114) PN - EN 1992 - 2 pomosty mostów drogowych z betonu bez warstwy uszczelniającej lub powierzchniowej powinny być zaliczane do klasy ścieralności XM2.wg p. 4.4.1.2. (115)PN - EN 1992 - 2 jeśli powierzchnia betonu poddana jest ścieraniu spowodowanemu przez lód lub stały przepływ wody, to otulinę należy zwiększyć o 10 mm. ã Rozpatrując ścieranie betonu, szczególną uwagę należy zwrócić na kruszywo, zgodnie z EN 206 - 1.Wpływ ścierania betonu możnauwzględnić przez zwiększenie otulenia betonem (stosując warstwę przeznaczoną do starcia). W takim przypadku minimalne otulenie c min zwiększa się o k 1 dla klasy ścieralności XM1, o k 2 dla klasy ścieralności XM2 i o k 3 dla klasy ścieralności XM3. Klasa ścieralności XM1oznacza umiarkowaną abrazję, jak ścieranie na częściach terenów przemysłowych (np. na dojazdach) uczęszczanych przez pojazdy zoponami napełnionymi powietrzem. Klasa ścieralności XM2 oznacza ciężką abrazję, jak ścieranie na częściach terenów przemysłowychuczęszczanych przez wózki widłowe z oponami napełnionymi powietrzem lub z pełnymi oponami gumowymi. Klasa ścieralności XM3oznacza ekstremalną abrazję, jak ścieranie na częściach terenów przemysłowych uczęszczanych przez wózki widłowe na kołach ztworzywa sztucznego lub ze stali lub przez pojazdy na gąsienicach. Wartości k 1 , k 2 , i k 3 do stosowania w kraju mogą być podane w Za łączniku krajowym. Wartościami zalecanymi są 5 mm, 10 mm i 15 mm.W wyniku zastosowania procedury otrzymuje się klasę betonu oraz nominalną grubość otuliny (umieszczaną na rysunkach).W przypadku zmiany w trakcie projektowania klasy betonu na wyższą należy sprawdzić ewentualny wpływ nowych założeń na możliwość zmniejszenia grubości otuliny (patrz krok 5). Dariusz Sobala Zakład Dróg i Mostów Politechniki Rzeszowskiej Materiał dydaktyczny Źródło: Cemexbeton.pl Źródło: Cemexbeton.pl W normie PN - EN 206 - 1 klasy ekspozycji związane z oddziaływaniem środowiska zostały skatalogowane w kilku grupach: ã jeżeli brak jest zagrożenia, co do wystąpienia agresji zewnętrznej na elementy budowlane (dotyczy to zarówno betonu jak i zbrojenia), towtedy mamy do czynienia z podstawową klasą ekspozycji X0 ã przy oddziaływaniu środowiskowym na zbrojenie w betonie obowiązują następujące klasy ekspozycji: ã XC (Carbonation) – karbonatyzacja (stopnie 1 do 4) ã XD (Deicing salt) – korozja chlorkowa (poza wodą morską – strefa śródlądowa), (stopnie 1 do 3) ã XS (Seawater) – korozja chlorkowa (pochodząca z wody morskiej – strefa nadmorska), (stopnie 1 do 3) ã przy oddziaływaniu środowiskowym na beton podane są następujące klasy ekspozycji: ã XF (Freezing) – agresja spowodowana zamrażaniem i rozmrażaniem z lub bez środka odladzającego, (stopnie 1 do 4) ã XA (Acid) – agresja chemiczna, (stopnie 1 do 3) ã XM (Mechanical abrasion) – agresja wywołana ścieraniem, (stopnie 1 do 3) Źródło: Cemexbeton.pl Nawierzchnie drogowa – beton niezbrojony narażony na działanie czynników atmosferycznych, ruch pojazdów. XC4, XD3, XF4, XM1, XA1( korozja spowodowana karbonatyzacją, w środowisku cyklicznie mokrym i suchym, gdzie powierzchnie betonu narażone są na kontakt z wodą i środkami chemicznymi; płyty narażone na działanie rozpylanych cieczy zawierających chlorki; nawierzchnie betonowe narażonebezpośrednio na działanie aerozoli zawierających środki odladzające i zamarzanie; powierzchnie i nawierzchnie eksploatowane p rzez pojazdy o ogumieniu pneumatycznym). Beton w klasach wytrzymałości od C35/45 w klasach konsystencji od S3 - S4, na kruszywie o uziarnieniudo 8 mm do 16 mm. Należy zastosować kruszywo o odpowiedniej odporności na zamrażanie i rozmrażanie oraz napowietrzyć mieszankę. Płyta pomostu – beton zbrojony narażony na działanie czynników atmosferycznych. XC4, XF4, XA1, XD1 ( korozja spowodowana karbonatyzacją, w środowisku cyklicznie mokrym i suchym, gdzie powierzchnie betonu narażone są na kontakt z wodą oraz środkam i chemicznymi; beton narażony na działanie wody przemysłowej zawierającej chlorki; powierzchnie betonowe narażone bezpośrednio nadziałanie aerozoli zawierających środki odladzające i zamarzanie). Beton w klasach wytrzymałości od C30/37 w klasach konsystencji od S3 - S4,na kruszywie o uziarnieniu do 8 mm do 16 mm. Należy zastosować kruszywo o odpowiedniej odporności na zamrażanie i rozmrażanie oraznapowietrzyć mieszankę. Kapy chodnikowe – beton zbrojony narażony na działanie czynników atmosferycznych, ruch pieszych, ruch pojazdów jednoosiowych. XC4, XD3, XF4, XA1 ( korozj a spowodowana karbonatyzacją, w środowisku cyklicznie mokrym i suchym, gdzie powierzchnie betonu narażone są nakontakt z wodą i środkami chemicznymi; płyty narażone na działanie rozpylanych cieczy zawierających chlorki; nawierzchnie bet onowe narażone bezpośrednio na działanie aerozoli zawierających środki odladzające i zamarzanie). Beton w klasach wytrzymałości od C35/45 w Dariusz Sobala Zakład Dróg i Mostów Politechniki Rzeszowskiej Materiał dydaktyczny klasach konsystencji od S3 - S4, na kruszywie o uziarnieniu do 8 mm do 16 mm. Należy zastosować kruszywo o odpowiedniej odporności nazamrażanie i rozmrażanie oraz napowietrzyć mieszankę. Filar mostowy – beton zbrojony narażony na działanie czynników atmosferycznych. XC4, XD1, XF2, XA1 ( korozja spowodowana karbonatyzacją, w środowisku cyklicznie mokrym i suchym, gdzie powierzchnie betonu narażone są na kontakt z wodą oraz środkami chemicznymi; powierzchnie betonu narażone na działanie chlorków z powietrza oraz zamarzane i rozmrażane również przy udziale środków odladzających z powietrza). Beton w klasach wytrzymałości od C30/37 w klasach konsystencji od S3 - S4, na kruszywie o uziarnieniu do 8 mm do16 mm. Należy zastosować kruszywo o odpowiedniej odporności na zamrażanie i rozmrażanie oraz napowietrzyć mieszankę. Oczep pali – beton zbrojony. XC2, XF1, XA1 (powierzchnie betonu narażone na długotrwały kontakt z wodą i zawartymi w niej środkami chemicznymi, powierzchnie boczne oczepów na deszcz i zamarzanie). Beton w klasach wytrzymałości od C30/37 w klasach konsystencji od S3 - S4, na kruszywie o uziarnieniu do 8 mm do 16 mm. Pale fundamentow e – beton zbrojony. XC2, XA1 ( powierzchnie betonu narażone na długotrwały kontakt z wodą i zawartymi w niej środkami chemicznymi). Beton w klasach wytrzymałości od C30/37 w klasach konsystencji od S3 - S4, na kruszywie o uziarnieniu do 8 mm do 16 mm. Mur op orowy – beton będący w strefie działania wody. XC4, XD2, XA2, XF2 ( korozja spowodowana karbonatyzacją, w środowisku cykliczniemokrym i suchym, gdzie powierzchnie betonu narażone są na kontakt z wodą oraz środkami chemicznymi; powierzchnie betonu naraż one na działanie chlorków z powietrza oraz zamarzane i rozmrażane również przy udziale środków odladzających z powietrza). Beton w klasachwytrzymałości od C30/37 w klasach konsystencji od S3 - S4, na kruszywie o uziarnieniu do 8 mm do 16 mm. Należy zastosować kruszywo oodpowiedniej odporności na zamrażanie i rozmrażanie oraz napowietrzyć mieszankę oraz zastosować cement odporny na siarczany. Płyta denna – beton zbrojony. XC2, XA1 ( powierzchnie betonu narażone na długotrwały kontakt z wodą i zawartymi w niej środkami chemicznymi). Beton w klasach wytrzymałości od C30/37 w klasach konsystencji od S3 - S4, na kruszywie o uziarnieniu do 8 mm do 16 mm. Podbudowa - beton niezbrojony, podkładowy, wyrównawczy. X0 (brak zagrożenia agresją środowiska lub zagrożenia korozją; betony niezbrojone i niezawierające innych elementów metalowych). Beton w klasach wytrzymałości od C8/10 w klasach konsystencji od S1 - S3, nakruszywie o uziarnieniu do 16 mm. Fundament – beton zbrojony. XC2 ( powierzchnie betonu narażone na długotrwały kontakt z wodą). Beton w klasach wytrzymałości od C16/20w klasach konsystencji od S3 - S4, na kruszywie o uziarnieniu do 8 mm do 16 mm. Ekrany akustyczne – beton zbrojony. XC4, XA1, XD2, XF2 (beton narażony na działanie wody zawierającej chlorki oraz środki chemiczne, poddany działaniu czynników atmosferycznych; pionowe powierzchnie betonowe narażone na zamarzanie i działanie środków odladzających z powietrza). Beton w klasach wytrzymałości od C30/37 w klasach konsystencji od S3 - S4, na kruszywie o uziarnieniu do 8 mm do16 mm. Należy zastosować kruszywo o odpowiedniej odporności na zamrażanie i rozmrażanie oraz napowietrzyć mieszankę. Źródło: Cemexbeton.pl Dariusz Sobala Zakład Dróg i Mostów Politechniki Rzeszowskiej Materiał dydaktyczny Tablica E1.N z Załącznika E do PN - EN 1991 - 1 - 1. Wymagane minimalne klasy betonu do stosowania w poszczególnychśrodowiskach korozyjnych i powodujących uszkodzeniaTablica. Zalecane wartości w max (mm) Korozja Korozja wywołana karbonatyzacją Korozja wywołana chlorkami Korozja wywołana chlorkami z wody morskiej Klasa ekspozycji XC1 XC2 XC3 XC4 XD1 XD2 XD3 XS1 XS2 XS3Wskazana klasabetonuC20/25 C25/30 C30/37 C30/37 C35/45 C30/37 C35/45 Uszkodzenia betonu Nie ma ryzyka Zagrożenie zamrażaniem/rozmrażaniem Zagrożenie chemiczne Klasy ekspozycji X0 XF1 XF2 XF3 XA1 XA2 XA3Wskazana klasa betonu - C12/15 C30/37 C25/30 C30/37 C30/37 C35/45 Klasa ekspozycji Elementy zbrojone i sprężone z cięgnami bezprzyczepności Elementy sprężone cięgnami zprzyczepnością Prawie stała kombinacja obciążeń Częsta kombinacja obciążeń X0, XC1 0,4 1) 0,2XC2, XC3, XC40,20,2 2) XD1, XD2, XS1, XS2, XS3 Dekompresja Uwaga 1: Dla klas ekspozycji X0 i XC1 szerokość rys nie wpływa na trwałość, a ograniczenia nałożono w celu zapewnieniaakceptowalnego wyglądu. Jeżeli nie stawia się wymagań dotyczących wyglądu, to ograniczenia te można złagodzić.Uwaga 2: Dla klas ekspozycji dodatkowo należy sprawdzić warunek dekompresji przy quasi - stałej kombinacji obciążeń
