V tomto příspěvku se budeme zabývat ochranou výztuže proti korozi podle EN 1992-1-1, která se také označuje jako betonové krytí výztuže. Pro správné vzájemné působení ocelové výztuže a betonu v železobetonových prvcích (deskách, stěnách, sloupech apod.) je nutno zaručit správné obalení výztuže betonovou směsí. Odborně se toto nazývá krycí vrstva výztuže, či zkráceně krytí.
Co je to krytí betonem?
Krytí betonem odpovídá vzdálenosti mezi povrchem betonu a nejbližší betonářskou výztuží. Kromě soudržnosti je dostatečnou krycí vrstvu nutno provést také z důvodu ochrany výztuže proti korozi a slouží také jako protipožární ochrana. Problematikou krytí se podrobně zaobírá betonářská norma ČSN EN 1992-1-1 (Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí), která uvádí jasný předpis a postup výpočtu velikosti krycí vrstvy.
Výpočet Nominální Krycí Vrstvy
Hodnota krytí betonářské výztuže se vypočítá jako součet minimální betonové krycí vrstvy cmin a návrhového přídavku na odchylku Δc dev. Této hodnotě se říká nominální hodnota krytí a vzorec pro její výpočet je:
cnom = cmin + Δcdev
Tato hodnota je zohledněna ve statickém výpočtu konstrukce a vždy se musí objevit na všech výkresech výztuže.
Čtěte také: Stínící tkanina: využití a instalace
Minimální Krycí Vrstva cmin
Dle výše zmíněné normy se minimální krytí cmin stanoví jako větší z hodnot:
- cmin,b ... minimální krycí vrstva z hlediska soudržnosti
- cmin,dur ... minimální krycí vrstva z hlediska trvanlivosti a podmínek prostředí
- Δcdur,g ... přídavná hodnota z hlediska spolehlivosti prvku (obvykle 0)
- Δcdur,st ... redukce minimální krycí vrstvy při použití nerezové oceli (obvykle 0)
- Δcdur,add ... redukce minimální krycí vrstvy při použití přídavné ochrany (obvykle 0)
Soudržnost cmin,b
Hodnota cmin,b zohledňuje bezpečnost přenosu sil z oceli do betonu z hlediska soudržnosti a pro dodržení odpovídajícího zhutnění betonové směsi. Liší se pro různé uspořádání prutů (samostatné pruty či svazky prutů) a také pro standardní betonářskou či předpínací výztuž.
Informace pro minimální krycí vrstvu předem či dodatečně předpínané výztuže a kanálky lze dohledat v kapitole 8.10 betonářské normy Eurokód 2 (ČSN EN 1992-1-1).
Stupeň vlivu prostředí a třída konstrukce cmin,dur
Vliv na minimální tloušťku krycí vrstvy výztuže mají chemické a fyzikální podmínky okolního prostředí, ve kterém se navrhovaná železobetonová konstrukce nachází. Tyto podmínky prostředí závisí na celistvosti betonu a jeho kvalitě. Stupně vlivu prostředí se označují ve tvaru „X-písmeno-číslo“, např. XC1, XF2 apod., stanovuje je statik a jsou vždy uvedeny na výkresech tvaru u třídy betonu. Podrobněji o vlivech prostředí a jednotlivých třídách pojednávají normy EN 206-1 a ČSN EN 1992-1-1 (Eurokód 2).
Pro určení hodnoty cmin,dur je také třeba znát třídu konstrukce, která se značí S1 až S6. Doporučuje se použít třídu S4, což odpovídá běžné železobetonové konstrukci s návrhovou životností 50 let. Samotné stanovení velikosti cmin,dur probíhá dle tabulky 4.4N normy EN 1992-1-1. Po úpravě třídy konstrukce se z následující tabulky odečte odpovídající hodnota minimálního krytí z hlediska trvanlivosti konstrukce pro daný stupeň vlivu prostředí. V případě předpínací výztuže se použije druhá tabulka.
Čtěte také: Použití krycí tkaniny na plot
Přídavek pro návrhovou odchylku Δcdev
Bezpečnostní přídavek k návrhové hodnotě krytí vychází ze zkušeností při provádění železobetonových konstrukcí. Pro běžné konstrukce se použije hodnota 10mm, při uplatnění systému zajištění kvality měření krycí vrstvy se hodnota může snížit až na 5mm a při použití velmi přesných měřících přístrojů pro monitorování dokonce až na 0mm. V praxi se snížené hodnoty uplatňují zejména u prefabrikovaných výrobků, kde lze zaručit dobré postupy a přísnou technologickou kázeň. Přídavek pro návrhovou odchylku do výpočtu nominální krycí vrstvy má být dle 4.4.1.3(1) zahrnut přídavek zahrnující přípustnou odchylku Δcdev.
Betonáž na nerovné povrchy
Nyní tedy jsou všechny potřebné vstupy pro výpočet nominální krycí vrstvy cnom známé. Ještě je ale nakonec potřeba zohlednit případ, kdy betonáž neprobíhá do bednění, ale na nerovné povrchy (např. základová deska). Při takových případech musí být zvětšení krytí v souladu s rozdíly způsobenými nerovnostmi povrchu, přičemž krycí vrstva má být tloušťky:
- min. 40mm při betonáži na upravené podloží (včetně podkladního betonu)
- min. 75mm při betonáži přímo na zeminu
Obrus
Některé železobetonové konstrukce jsou vystaveny působení obrusu. Třídy obrusu se značí XM1 až XM3, přičemž číslo označuje střední, značný a extrémní obrus a představuje:
- XM1 - pojíždění vozidly se vzduchovými pneumatikami
- XM2 - vysokozdvižnými vozíky se vzduchovými nebo pevnými pneumatikami
- XM3 - vozíky s elastomerovými nebo ocelovými koly nebo nákladními vozidly
Hodnoty přídavku k vypočtené hodnotě nominální krytí jsou dle jednotlivých tříd obrusu 5mm, 10mm, resp. 15mm.
Stanovení Podmínek Prostředí
Ochrana konstrukce se v první řadě uvažuje s ohledem na návrhovou životnost a zamýšlené použití konstrukce: čili třídě konstrukce. Tímto způsobem lze první dva parametry uzpůsobit projektu s návrhovou životností 50 let (třída konstrukce S4) se stupněm vlivu prostředí XC2/XC3 (koroze vyvolaná karbonatací ve vlhkém prostředí).
Čtěte také: Druhy krycích textilií na plot a jejich montáž
Vliv Prostředí
Vliv prostředí lze změnit v okně "Vliv prostředí", které je přístupná tlačítkem "Upravit". Vliv prostředí zadaný v okně "Materiály" má vliv na výpočet krytí.
Třída Konstrukce
Třída konstrukce slouží ke stanovení hodnoty cmin,dur (minimální krycí vrstva z hlediska podmínek prostředí). Doporučenou třídou konstrukce pro návrhovou životnost 50 let je třída S4. Tato třída může být zvětšena či zmenšena na základě pravidel uvedených v tabulce 4.3N. Dle této tabulky se třída konstrukce zvětšuje v případě zvýšené návrhové životnosti (80 či 100 let), zmenšit třídu lze u deskových konstrukcí resp. v případě zajištění zvláštní kontroly kvality výroby betonu.
Ostatní Vlivy
Ostatní vlivy obsahují parametry, které přímo ovlivňují minimální krycí vrstvu cmin a přídavek na návrhovou odchylku Δcdev. V případě vystavení konstrukce zvýšenému obrusu by měla být dle článku 4.4.1.2.(13) minimální krycí vrstva zvětšena o tzv. obětovanou vrstvu.
Dále dialogové okno obsahuje následující nastavení:
- Jmenovitý průměr kameniva větší než 32mm: pokud je jmenovitý maximální rozměr kameniva větší než 32mm, měla by se dle článku 4.4.1.2.(3) normy EN 1992-1-1 minimální krycí vrstva z hlediska soudržnosti cmin,b zvětšit o 5mm
- Nerovný povrch: pokud je podkladový povrch nerovný (například vyčnívající kamenivo), měla by se dle článku 4.4.1.2.(11) normy EN 1992-1-1 minimální krycí vrstva zvětšit minimálně o 5mm
- Přídavná bezpečnostní složka krytí: betonová krycí vrstva by měla být dle článku 4.4.1.2.(6) normy EN 1992-1-1 zvětšena o přídavnou bezpečnostní složku Δcdur,γ.
- Korozivzdorná výztuž: při použití korozivdorné oceli či podobných opatření lze dle článku 4.4.1.2.(7) normy EN 1992-1-1 zmenšit minimální krycí vrstvu o složku Δcdur,st.
- Přídavná ochrana výztuže: pokud má beton přídavnou ochranu (např. nátěr) umožňuje článek 4.4.1.2.(8) normy EN 1992-1-1 zmenšení minimální krycí vrstvy o složku Δcdur,add.
Karbonatace Krycí Vrstvy
Pokud je krycí vrstva zkarbonatována, hrozí riziko koroze ocelové výztuže v betonu. Pro stanovení zda je tloušťka vrstvy nezkarbonatovaného betonu coby ochrany výztuže dostatečná k zajištění plánované životnosti konstrukce, musí být stanovena celková tloušťka krycí vrstvy a hloubka zasažení karbonatací. Celková tloušťka krycí vrstvy může být určena fyzickým měřením nebo pomocí magnetického indikátoru výztuže. Metoda určení hloubky zasažení karbonatací, dle postupu uvedeného v této normě, je nejrozšířenější metodou měření hloubky zasažení karbonatací. Měření se provádí pomocí indikátoru fenolftaleinu. Při hodnotách pH nad přibližně 9 dojde působením indikátoru k zabarvení betonu červenofialovou barvou. Pouze beton, u kterého dojde k zabarvení, je dostatečně alkalický, aby ocel pasivoval. Zkušební metoda pomocí fenolftaleinu je určená k měření hloubky zkarbonatované vrstvy v blízkosti povrchu ztvrdlého betonu. Není vhodná pro použití na betony vyrobené z cementu s příměsí hlinitanu vápenatého.
tags: #krycí #vrstva #betonu #norma