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. 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. V následujícím textu si tento postup podrobně projdeme a popíšeme.
Nominální hodnota krytí
Hodnota krytí betonářské výztuže se vypočítá jako součet minimální betonové krycí vrstvy cmin a návrhového přídavku na odchylku Δcdev. Této hodnotě se říká nominální hodnota krytí a vzorec pro její výpočet je:
Tato hodnota je zohledněna ve statickém výpočtu konstrukce a vždy se musí objevit na všech výkresech výztuže.
Minimální krycí vrstva cmin
Dle výše zmíněné normy se minimální krytí cmin stanoví jako větší z hodnot:
Čtěte také: Jaká je minimální tloušťka betonové podlahy?
- cmin,b ... minimální krycí vrstva z hlediska soudržnosti
- cmin,dur ... minimální krycí vrstva z hlediska trvanlivosti a podmínek prostředí
- ∆cdur,gama ... přídavná hodnota z hlediska spolehlivosti prvku (obvykle 0)
- ∆cdur,st ... redukce minimální krycí vrstvy při použití nerezové oceli (obvykle 0)
- ∆cdur,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.
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. 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. 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.
Přídavek pro návrhovou odchylku ∆cdev
Bezpečnostní přídavek k návrhové hodnotě krytí vychází ze zkušeností při provádění železobetonových konstrukcí. Na základě použité technologie a technologické kázně se přídavek pohybuje od 0 do 10mm. 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.
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:
Čtěte také: Jaká je minimální tloušťka betonové podlahy?
- 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. Jedná se například o nechráněné pojížděné podlahy průmyslových ploch apod. 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.
Ocel a beton jsou kamarádi
Ocel v železobetonových stavebních prvcích zajišťuje pevnost v tahu. Beton ji za to chrání proti korozi. Jak to dělá? Na KARI sítích nebo na jiných typech výztuže, kterou si koupíte ve stavebninách můžete vidět povrchovou rez. Je nutné podotknout, že se nejedná o vadu materiálu. Pokud je rez jen povrchová, jsou oxidy železa v jisté míře prospěšné, jelikož nepatrně zvětšují povrch výztuže a tím dojde k lepšímu mechanickému spojení s betonem.
Při následném zabudování výztuže do bednění a dodržení krytí této výztuže betonem je výztuž dokonale chráněná, jelikož je beton alkalický s pH kolem 12. Správnou tloušťkou krytí betonem tedy zamezíme přístupu vzdušného CO2. Oxid uhličitý totiž reaguje za přítomnosti vlhkosti s hydroxidem vápenatým (hlavní složkou cementového tmele) a způsobuje karbonataci betonu. Důsledkem karbonatace je snížení pH betonu, který chrání výztuž. Pokud tedy není dodrženo krytí - dostatečná vrstva betonu okolo výztuže, k výztuži se tak dostane vlhkost s kyslíkem a pak začíná plnohodnotná koroze výztuže.
Prioritou je tedy výztuž dostatečně a ze všech stran obalit betonem. Ten je nutné hutnit, aby došlo ke kvalitnímu obalení každé tyče. Tloušťka tohoto krytí je předmětem návrhu konstrukce a jedná se o složitější výpočet, na který má vliv spoustu vstupních dat. Obecně se minimální tloušťka krycí vrstvy betonu stanovuje ze součtu dvou hodnot. První hodnotou je větší hodnota z průměru betonářské výztuže (tato hodnota je zvětšená o 5 mm v případě rozměru zrn kameniva nad 32 mm) nebo minimální krycí vrstvy betonu s ohledem na podmínky prostředí (X0, XC1, XC2, atd.). Druhou hodnotou je přídavná hodnota, která eliminuje odchylky na stavbě.
Čtěte také: Požadavky na minimální tloušťku betonu
Příklad určení krytí pro železobetonový překlad uvnitř objektu, podélná výztuž ø12, stupeň vlivu prostředí XC1. Maximální hodnota z průměru výztuže 12 mm a podmínek prostředí XC1 je 15 mm. Přídavná hodnota krytí je 10 mm. Celkové krytí je tedy rovno max (12; 15 mm) + 10 mm = 25 mm. Tuto hodnotu krytí uvádí projektová dokumentace pro provádění stavby.
Aby se výztuž nedotýkala bednění, a tedy dodrženo předepsané krytí, zajišťujeme její polohu distančníky, distančními lištami, distančními hady, fixními podložkami a podobně.
tags: #minimální #tloušťka #krycí #vrstvy #betonu