KIEDY BAĆ SIĘ KOROZJI ZBROJENIA? CZ. 1


Budynek narażony jest w trakcie użytkowania na niekorzystne chemiczne i fizyczne oddziaływania środowiska, które wpływają na jego trwałość. Konstrukcja powinna przez cały przewidywany okres eksploatacji (zwykle ok. 50 lat) spełniać wymagania dotyczące użytkowania, nośności oraz stateczności bez istotnych uszkodzeń. Szczególne znaczenie ma to w przypadku konstrukcji żelbetowych gdy ewentualne błędy w trakcie budowy mogą spowodować wczesną korozję zbrojenia, a w konsekwencji znaczne obniżenie nośności elementów.


KIEDY BAĆ SIĘ KOROZJI ZBROJENIA? CZ. 1


Najczęstszymi przyczynami uszkodzeń konstrukcji betonowych są:
korozja mrozowa wywołana cyklami zamrażania i rozmrażania wody w porach betonu wraz z agresją chemiczną wywołaną przez środki odladzające (chlorki)
korozja chemiczna betonu lub zbrojenia np. korozja siarczanowa,
karbonatyzacja betonu powodująca utratę zdolności ochronnych otuliny wobec zbrojenia wynikająca ze zobojętnienia betonu

Norma betonowa kładzie szczególny nacisk na ochronę zbrojenia przed korozją jako głównego czynnika powodującego stan awaryjny w konstrukcji. Ochronę zbrojenia zapewnia się przez zastosowanie odpowiedniej grubości otuliny, szczelności oraz poprzez ograniczanie szerokości rozwarcia rys w elemencie. Zapewnienie odpowiedniej szczelności wymaga zastosowania betonu odpowiedniej klasy odpornego na wpływ agresywności środowiska, w którym eksploatowana będzie konstrukcja. Jakość betonu uzyskuję się określając maksymalny stosunek wodno-cementowy oraz minimalną zawartość cementu, dobierane w zależność od klasy ekspozycji elementu i minimalnej klasy betonu. Od stosunku w/c silnie zależy porowatość betonu. Pory łącząc się ze sobą kapilarami tworzą połączony układ nazywany porami kapilarnymi. Z badań doświadczalnych wynika, że większa porowatość betonu skutkuje szybszym rozwojem uszkodzeń konstrukcji. Aby zapobiec powstawaniu ciągłych kapilar należy zastosować właściwy stosunek w/c (tabela 1) i dostatecznie długo pielęgnować beton. Nawet przy założeniu, że cement całkowicie przereaguje (pełna hydratacja) nie jest możliwe pełne wypełnienie żelem kapilar przy w/c > 0,38. Rozdzielenie ciągłości kapilar jest możliwe, przy czym występuje po różnym czasie dla różnych w/c:

-       dla w/c = 0.40, t = 3 dni,
-       dla w/c = 0.45, t = 7 dni,
-       dla w/c = 0.50, t = 14 dni,
-       dla w/c = 0.60, t = 6 miesięcy,
-       dla w/c = 0.70, t = 1 rok.

Stosunek w/c > 0,70 jest wartością graniczną dla betonów uznawanych za dobre, ponieważ przy takiej wartość w/c nawet pełna hydratacja cementu nie dostarczyłaby wystarczającej ilości żelu do zablokowania wszystkich kapilar.

Tabela 1. Maksymalna wielkość w/c w zależności od agresywności środowiska:

XA1
XA2
XA3
Maksymalne w/c
0,55
0,50
0,45

Zarysowanie betonu zmniejsza ochronne działanie otuliny umożliwiając wnikanie produktów agresywnego środowiska w głąb betonu nawet bezpośrednio do prętów zbrojeniowych. Zgodnie z zaleceniami normy ograniczenie szerokości rozwarcia rys do wartości wmax (tabela 2) jest wystarczającym wymogiem ze względu wygląd i trwałość konstrukcji żelbetowych przy quasi-stałej kombinacji obciążeń.

Tabela 2. Zalecane wartości wmax w [mm]
Klasa ekspozycji

Elementy zbrojone i sprężone z cięgnami bez przyczepności
Elementy sprężone cięgnami z przyczepnością
Quasi-stała kombinacja obciążeń
Częsta kombinacja obciążeń
X0, XC1
0,4
0,2
XC2, XC3, XC4
0,3
0,2
XD1, XD2, XS1, XS2, SX3
dekompresja