Reinforced Concrete Structures I. IV. Vasbetonszerkezetek I. - Kitéti (környezeti) osztályok, betonfedés, beton jelölése - Dr. Kovács Imre PhD tanszékvezető főiskolai tanár E-mail: dr.kovacs.imre@gmail.com Mobil: 06-30-743-68-65 Iroda: 06-52-415-155 / 77764 WEB: www.epito.eng.unideb.hu
Modelling of reinforced concrete (RC) structures Vasbeton szerkezetek modellezése Numerikus szimuláció lineáris, nem lineáris vizsgálat Anyagjellemzők homogén, inhomogén, izotróp, anizotrop lineárisan rugalmas, nem lineárisan rugalmas, képlékeny, viszkózus, reológiai jellemzők Szerkezeti viselkedés Modell kísérlet valós léptékű nem valós léptékű Mérnöki modell statika, szilárdságtan, rugalmasságtan, dinamika Környezet tartóssági kérdések, terhek, hatások, Mérethatás size effect
Durability and protection of structures Tartószerkezet tartóssága és védelme Egy tartós tartószerkezetnek a tervezési élettartamon keresztül meg kell felelnie a: 1. használhatósági (serviceability) 2. szilárdsági (strength) 3. stabilitási (stability) követelményeknek a szolgáltatási színvonal jelentős csökkenése és előre nem látható, túlzott mértékű fenntartási ráfordítás nélkül. A tartószerkezet szükséges védelmét az 1. előirányzott használat jellege (intended use) 2. a tervezési élettartam (design working life) 3. a fenntartási program (maintenance programme) 4. a hatások (actions) figyelembe vételével kell meghatározni. MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.1 Fejezet, (1)P, (2)P, 45. oldal
Durability and protection of structures Tartószerkezet tartóssága és védelme A tartósság biztosítása érdekében a szerkezetre ható terhek mellett a használat várható módját is figyelembe kell venni. A szükséges védelmi módok meghatározása során figyelembe kell venni a tervezett élettartamot és a karbantartási programot. A tartósságot meghatározzák a: 1. a közvetlen hatások (direct actions), 2. a közvetett hatások (indirect actions), 3. a környezeti feltételek (environmental conditions), 4. egyéb figyelembe vehető várható hatás (consequential effects). MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.1 Fejezet, 45. oldal
Environmental conditions, Chemical attacks Környezeti feltételek, Vegyi hatások A környezeti feltételeket olyan kémiai és fizikai hatások összességei alkotják, melyek a szerkezet tervezett élettartama során a mechanikai hatások mellett érik a szerkezetet. Vegyi hatások a következőkből származhatnak: 1. az épület használata (pl.: folyadékok tárolása) 2. agresszív környezet (ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004, ISO 9690) 3. érintkezés egyes vegyi anyagok gázaival vagy oldataival, általában savas oldatokkal vagy szulfátsók oldataival (ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004, ISO 9690) 4. a betonban lévő kloridok (ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004) 5. a beton anyagai közötti kémiai reakciók (pl. az adalékanyag alkálikus reakciója, ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004) MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.2 Fejezet, (3)P, 46. oldal
Environmental conditions, Physical attacks Környezeti feltételek, Fizikai hatások A környezeti feltételeket olyan kémiai és fizikai hatások összességei alkotják, melyek a szerkezet tervezett élettartama során a mechanikai hatások mellett érik a szerkezetet. Fizikai hatások a következőkből származhatnak: 1. a kopás (ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004) 2. fagyás-olvadás (ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004) 3. vízbehatolás (ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004) A fizikai hatások a legtöbb esetben elkerülhetők az anyagok megfelelő kiválasztásával (pl.: kopásálló adalékanyag, fagyállló beton, vízzáró beton), például az ENV 206-1, MSZ 4798-1: 2004 előírásai révén. Ehhez járul továbbá a megfelelő teherkombinációk alatt keletkező repedések korlátozása. MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.2 Fejezet, (3)P, 46. oldal
Environmental conditions, Indirect actions Környezeti feltételek, Közvetett hatások A teljes szerkezet, ill. egyes teherhordó és nem teherhordó elemeinek alakváltozása járulékos közvetett hatásokhoz vezethet, melyeket a tervezés során figyelembe kell venni. Az alakváltozásokat okozhatja például: 1. a működő teher 2. a hőmérséklet változása 3. a kúszás jelensége 4. a zsugorodás jelensége 5. a mikrorepedések kialakulás, stb.
Environmental conditions, Indirect actions Környezeti feltételek, Közvetett hatások A közvetett hatások a legtöbb épület esetében megelőzhetők az MSZ- EN 1992-1-1:2010-ben szereplő általános követelmények betartásával. Ezen követelmények az alábbiakban foglalhatók össze: nek a tartósságra, az alakváltozásra és a szerkesztésre, valamint a szerkezet egészének teherbírására, állékonyságára és a kellő szerkezeti méretek biztosítására vonatkozó szabályok.
A beton, vasbeton és feszített beton szerkezetek egyik legfontosabb követelménye a megfelelő tartósság, amely attól függ, hogy a szerkezethez szállított betonkeverék illeszkedik-e a környezeti hatások által meghatározott kitéti (környezeti) osztályhoz vagy osztályokhoz. Az MSZ EN 206-1, MSZ 4798-1: 2004 a környezeti hatásoktól függő kitéti osztályok meghatározásának fontosságát azzal is hangsúlyozza, hogy az osztályozás első helyére teszi. A kitéti osztályba való sorolás az előíró kötelessége!!! Environmental conditions, Exposure classes Környezeti feltételek, Kitéti osztályok A kitéti osztályok kiválasztása függ a beton felhasználási helyén érvényes rendelkezésektől. Ez a környezeti osztályozás nem zárja ki a beton felhasználási helyén meglévő különleges feltételek mérlegelését vagy a védelmi intézkedések alkalmazását (pl. rozsdamentes acél felhasználása, védőbevonat felvitele a betonra vagy a betonacélra, betonfedés szükséges mértékének betartása). MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.2 Fejezet, (3)P, 46. oldal
Environmental conditions, Exposure classes Környezeti feltételek, Kitéti osztályok A környezeti hatásokat az MSZ EN 206-1, az MSZ 4798-1: 2004 (az MSZ EN 1992-1-1:2010 ennél kevesebb osztályt különböztet meg!) az alábbi kitéti, környezeti osztályokba sorolja: 1. nincs korróziós kockázat (X0) 2. karbonátosodás okozta korrózió (XC) 3. nem a tengervízből származó kloridok által okozott korrózió (XD) 4. tengervízből származó klorid által okozott korrózió (XS) 5. fagyási/olvadási korrózió jégolvasztó anyaggal vagy anélkül (XF) 6. kémiai korrózió (XA) 7. koptatóhatás okozta korrózió (XK) 8. igénybevétel víznyomás esetére (XV) MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.2 Fejezet, (3)P, 46. oldal
Exposure classe: X0 (No corrosion risk) Kitéti osztály: X0 (Nincs korróziós kockázat) Az osztály jele X0 XN(H) X0b(H) X0v(H) A környezeti hatás leírása 1. NINCS KORRÓZIÓS KOCKÁZAT Vasalás vagy beágyazott fém nélküli beton esetén: valamennyi környezeti körülmény, kivéve azokat, ahol fagyás/olvadás, koptatás, víznyomás, vagy kémiai korrózió fordul elő. Vasbeton vagy beágyazott fémet tartalmazó beton esetén: nagyon száraz. Környezeti hatásoknak (nedvesség, karbonátosodás, kloridhatás, fagyás/olvadás, kémiai korrózió, koptatóhatás vagy víznyomás) nem ellenálló, szilárdsági szempontból alárendelt jelentőségű beton. Vasalás vagy beágyazott fém nélküli beton esetén: valamennyi környezeti körülmény, kivéve azokat, ahol nedvesség, karbonátosodás, kloridhatás, fagyás/olvadás, kémiai korrózió, koptatóhatás vagy víznyomás fordul elő. Vasbeton vagy beágyazott fémet tartalmazó beton esetén: valamennyi környezeti körülmény, kivéve azokat, ahol nedvesség, karbonátosodás, kloridhatás, fagyás/olvadás, kémiai korrózió, koptatóhatás vagy víznyomás fordul elő. Tájékoztató példák a környezeti osztályok előfordulására Vasalás nélküli, korróziónak ki nem tett kitöltő és kiegyenlítő beton. Nagyon csekély, legfeljebb 35% relatív páratartalmú épületben lévő vasbeton. Korróziónak ki nem tett, kis szilárdságú aljzatbetonok, beton alaprétegek. Vasalás nélküli, korróziónak ki nem tett kitöltő és kiegyenlítő beton. Legfeljebb 35% relatív páratartalmú száraz helyen lévő belső helyiségben vagy levegő hozzájutásától teljesen elzárt, száraz helyen lévő vasbeton esetén. MSZ 4798-1:2004, 4.1 Fejezet, 1. táblázat, 26. oldal, NAD 4.1 táblázat 29. oldal
Exposure classe: XC (Carbonate) Kitéti osztály: XC (Karbonátosodás) Az osztály jele A környezeti hatás leírása 2. KARBONÁTOSODÁS OKOZTA KORRÓZIÓ Tájékoztató példák a környezeti osztályok előfordulására Ahol vasalást vagy más beágyazott fémet tartalmazó beton ki van téve levegőnek és nedvességnek, ott a környezeti hatásokat a következők szerint kell osztályozni. MEGJEGYZÉS: A nedvességviszonyok az acélbetéteket vagy más beágyazott fémeket takaró betonfedésre vonatkoznak, de sok esetben fel lehet tételezni, hogy a betonfedésben lévő körülmények a környezetet tükrözik. Ezekben az esetekben helyénvaló lehet a környezet osztályozása. XC1 XC2 XC3 XC4 Száraz vagy tartósan nedves Csekély relatív páratartalmú épületben lévő beton. Állandóan víz alatt lévő beton. Nedves, ritkán száraz Hosszú időn át vízzel érintkező felületek. Sokféle alaptest. Mérsékelt nedvesség Váltakozva nedves és száraz Mérsékelt vagy nagy relatív páratartalmú épületekben lévő beton. Esőtől védett, szabadban lévő beton. Víznek kitett betonfelületek, amelyek nem tartoznak az XC2 osztályba. MSZ 4798-1:2004, 4.1 Fejezet, 1. táblázat, 26. oldal
Exposure classe: XD (Chloride, no see) Kitéti osztály: XD (Kloridkorrózió, nem tenger) Az osztály jele A környezeti hatás leírása Tájékoztató példák a környezeti osztályok előfordulására 3. A NEM A TENGERVÍZBŐL SZÁRMAZÓ KLORIDOK ÁLTAL OKOZOTT KORRÓZIÓ Amikor a vasbeton vagy más beágyazott fémet tartalmazó beton kloridtartalmú vízzel érintkezik, beleértve a jégolvasztó sózást, akkor az igénybevételt a következők szerint kell osztályozni. MEGJEGYZÉS: A nedvességviszonyokat illetően lásd e táblázat 2. szakaszát is. XD1 Mérsékelt nedvesség A levegőből származó kloridnak kitett, de jégolvasztó sóknak ki nem tett beton. XD2 XD3 Nedves, ritkán száraz Váltakozva nedves és száraz Úszómedencék. Kloridot tartalmazó ipari vizeknek kitett, de jégolvasztó sóknak ki nem tett beton. Kloridtartalmú talajvízzel érintkező beton. Kloridot tartalmazó permetnek kitett hídelemek. Járdák és útburkolatok. Autóparkolók födémei. MEGJEGYZÉS: Magyarországon a fagyási/olvadási ciklusoknak és jégolvasztó sóknak kitett btonokat az XD3 környezeti osztály helyett az XF4 környezeti osztályba kell sorolni. A betont akkor kll az XD3 környezeti osztályba sorolni, ha fagy nem éri, de a jégolvasztó sók oldata vagy permete (például garázsokba behordott sólé) hatásának mégis ki van téve. MSZ 4798-1:2004, 4.1 Fejezet, 1. táblázat, 26. oldal
Exposure classe: XS (Chloride, see) Kitéti osztály: XS (Kloridkorrózió, tenger) Az osztály jele A környezeti hatás leírása Tájékoztató példák a környezeti osztályok előfordulására 4. TENGERVÍZBŐL SZÁRMAZÓ KLORIDOK ÁLTAL OKOZOTT KORRÓZIÓ Amikor a vasbeton vagy más beágyazott fémet tartalmazó beton tengervízből származó kloridnak vagy tengervízből származó sót tartalmazó levegőnek van kitéve, akkor a kitételt a következők szerint kell osztályozni. MEGJEGYZÉS: Magyarországon csak különleges esetekben alkalmazott környezeti osztály, pl. amikor magyarországi tervező tengerparti országokban tervez (ír elő) vasbeton szerkezetet. XS1 Sós levegőnek kitéve, de nincs közvetlenül érintkezés a tengervízzel. Tengerparton vagy annak közelébn lévő szerkezetek. XS2 XS3 Állandóan tengervízbe merülve. Árapállyal, felcsapódással vagy permettel érintkező zónák. Tengervízben épült szerkezetek részei. Tengervízben épült szerkezetek részei. MSZ 4798-1:2004, 4.1 Fejezet, 1. táblázat, 26. oldal
Exposure classe: XF (Freez) Kitéti osztály: XF (Fagyási/olvadási) Az osztály jele A környezeti hatás leírása Tájékoztató példák a környezeti osztályok előfordulására 5. FAGYÁSI/OLVADÁSI KORRÓZIÓ JÉGOLVASZTÓ ANYAGGAL VAGY ANÉLKÜL Amikor a beton a fagyási/olvadási ciklusok által okozott jelentős igénybevételnek van kitéve nedves állapotban, akkor az igénybevételt a következőképpen kell osztályozni. XF1 XF2 XF3 XF4 Mérsékelt víztelítettség jégolvasztó anyag nélkül Mérsékelt víztelítettség jégolvasztó anyaggal Nagymérvű víztelítettség jégolvasztó anyag nélkül Nagymérvű víztelítettség jégolvasztó anyaggal vagy tengervízzel. Függőleges betonfelületek esőnek és fagynak kitéve. Útépítési szerkezetek függőleges betonfelületei, amelyek ki vannak téve fagynak és a levegő által szállított jégolvasztó anyag permetének. Esőnek és fagynak kitett vízszintes betonfelületek. Útburkolatok és hídpályalemezek jégolvasztó anyagoknak kitéve. Jégtelenítő anyagok közvetlen permetének és fagynak kitett betonfelületek. Fagynak kitett tengeri szerkezetek a felcsapódási zónában MSZ 4798-1:2004, 4.1 Fejezet, 1. táblázat, 27. oldal
Exposure classe: XA (Chemical corrosion) Kitéti osztály: XA (Kémiai korrózió) Az osztály jele A környezeti hatás leírása 6. KÉMIAI KORRÓZIÓ Tájékoztató példák a környezeti osztályok előfordulására Amikor a beton ki vn téve a természetes talajból és talajvízből származó anyagok kémiai korróziójának, ahogyan azt a 2. táblázat részletezi, akkor az igénybevételt a következők szerint kell osztályozni. A tengervíz osztályozása a földrajzi helyzettől függ, ezért a betonok felhasználási helyén érvényes osztályozást alkalmazzák. MEGJEGYZÉS: Egyedi vizsgálatok szükségesek az érvényes igénybevételi feltételekre akkor, ha - a határok a 2. táblázaton kívül esnek; - az agresszív vegyi anyagk mások; - a talaj vagy a talajvíz kémiailag szennyezett; - a 2. táblázat szerinti vegyi anyagok esetén nagy vízáramlási sebesség van. XA1 Enyhén agresszív kémiai környezet a 2. táblázat szerint Természetes talajok és talajvizek esetén. XA2 XA3 Mérsékelten agresszív kémiai környezet a 2. táblázat szerint. Nagymértékben agresszív kémiai környezet a 2. táblázat szerint. Természetes talajok és talajvizek esetén. Természetes talajok és talajvizek esetén. MEGJEGYZÉS: Az MSZ 4798-1: 2004 szabvány nem foglalkozik sem ipari, mezőgazdasági és lakossági szennyvizekkel, sem a kipufogó, illetve ipari gázokkal. MSZ 4798-1:2004, 4.1 Fejezet, 1. táblázat, 27. oldal
Exposure classe XA: naturale soil and ground water XA kitéti osztály: talaj és talajvíz Kitéti környezeti osztályok a természetes talaj és talajvíz kémiai korróziót okozó jellemző értékeitől függően Kémiai jellemző TALAJVÍZ SO 4 2 Referencia vizsgálati módszer XA1 XA2 XA3 [mg/l] MSZ EN 196-2 200 és 600 > 600 és 3000 > 3000 és 6000 ph ISO 4316 6,5 és 5,5 < 5,5 és 4,5 < 4,5 és 4,0 agresszív [mg/l] pren 13577:1999 15 és 40 > 40 és 100 > 100 telítésig NH 4 2 Mg TALAJ 2 SO 4 CO 2 [mg/l] ISO 7150-2 15 és 30 > 30 és 60 > 60 és 100 [mg/l] ISO 7980 300 és 1000 > 1000 és 3000 > 3000 telítésig [mg/kg] Savasság, [ml/kg] MSZ EN 196-2 2000 és 3000 > 3000 és 12000 > 12000 és 24000 DIN 4030-2 > 200 Baumann Gully A gyakorlatban nem fordul elő MSZ 4798-1:2004, 4.1 Fejezet, 2. táblázat, 28. oldal
Exposure classe: XK (Abrasion) Kitéti osztály: XK (Koptató hatás) Az osztály jele A környezeti hatás leírása 7. KOPTATÓHATÁS OKOZTA KORRÓZIÓ Tájékoztató példák a környezeti osztályok előfordulására Amikor a beton csiszoló, csúszó, gördülő, súrlódó igénybevételnek, ütésnek vagy vízáramlás által mozgatott gördülő hordalék koptató hatásának van kitéve, akkor az ezekből származó igénybevételt a következők szerint kell osztályozni. XK1(H) XK2(H) XK3(H) XK4(H) Könnyű szemcsés anyagok koptató igénybevétele, gyalogos forgalom, puha abroncsú kerekek koptató igénybevétele. Gördülő igénybevétel okozta koptatóhatás nehéz terhek alatt. Csúsztató-gördülő igénybevétel okozta koptató hatás igen nehéz terhek alatt. Csúszó-gördülő igénybevétel okozta koptatóhatás igen nehéz terhek alatt, nagy felületi pontosság és pormentesség igénye esetén. Könnyű adalékanyagok, termények stb. tárolására alkalmas silók, bunkerek, tartályok; járdák, lépcsők, garázspadozatok. Betonút, durva, nehéz szemcsés anyagok tárolói, gördülő hordalékkal érintkező betonfelületek. Repülőtéri kifutópályák, felszállópályák, nehézipari szerelőcsarnokok, konténerátrakó állomások. Nehéz tehernek és targoncaforgalomnak kitett csarnokok és raktárak kemény felületű, pormentes ipari padlóburkolata. MSZ 4798-1:2004, 4.1 Fejezet, NAD 4.1. táblázat, 29. oldal
Exposure classe: XV (Water pressure) Kitéti osztály: XV (Víznyomás) Az osztály jele A környezeti hatás leírása 8. IGÉNYBEVÉTEL VÍZNYOMÁS HATÁSÁRA Tájékoztató példák a környezeti osztályok előfordulására Amikor a beton ki van téve víznyomás hatásának, akkor az igénybevételt a következők szerint kell osztályozni. XV1(H) XV2(H) XV3(H) Kis üzemi víznyomásnak kitett legalább 300 mm vastag beton, amelynek felületén 24 óra alatt legfeljebb 0,4 liter/m 2 víz szivárog át. Kis üzemi víznyomásnak kitett, legfeljebb 300 mm vastag beton vagy nagy üzemi víznyomásnak kitett, legalább 300 mm vastag beton, amelynek felületén 24 óra alatt legfeljebb 0,2 liter/m 2 víz szivárog át. Nagy üzemi víznyomásnak kitett, legfeljebb 300 mm vastag beton, amelynek felületén 24 óra alatt legfeljebb 0,1 liter/m 2 víz szivárog át. Pincefal, csatorna, legfeljebb 1 m magas víztároló medence, áteresz, csapadékcsatorna, záportározó, esővízgyűjtő akna. Vízépítési szerkezetek, gátak, partfalak, >1m magas víztároló medence, föld alatti garázsok, aluljárók külső határoló szerkezetei, külön szigetelőréteg nélkül. Vasbeton mélygarázsok, alagutak külső határoló szerkezetei, külön szigetelőréteg nélkül. MSZ 4798-1:2004, 4.1 Fejezet, NAD 4.1. táblázat, 29. oldal
Indicative strength classes for durability Tartósság szempontjából előirányzott szilárdsági osztályok KITÉTI OSZTÁLYOKHOZ JAVASOLT ELŐIRÁNYZOTT SZILÁRDSÁGI OSZTÁLYOK Karbonátosodás és klorid korrózió esetén Karbonátosodás miatti korrózió Kloridok által okozott korrózió Tengervízből származó klorid által okozott korrózió XC1 XC2 XC3 XC4 XD1 XD2 XD3 XS1 XS2 XS3 C20/25 C25/30 C30/37 C30/37 C35/45 C30/37 C35/45 Beton fizikai károsodása esetén Nincs károsodási veszély Fagyási /olvadási korrózió Kémiai korrózió X0 XF1 XF2 XF3 XA1 XA2 XA3 C12/15 C30/37 C25/30 C30/37 C30/37 C35/45 MSZ EN 1992-1-1:2010, E Melléklet, E1.N táblázat, 194. oldal
Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve ha vannak ilyenek az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés gerenda vagy pillér esetén
Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve ha vannak ilyenek az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés gerenda vagy pillér esetén Fő acélbetét
Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve ha vannak ilyenek az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés gerenda vagy pillér esetén Fő acélbetét Kengyel
Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve ha vannak ilyenek az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés gerenda vagy pillér esetén Betonfedés Fő acélbetét Kengyel Betonfedés
Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve ha vannak ilyenek az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés kéregvasalással ellátott gerenda vagy pillér esetén
Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve ha vannak ilyenek az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés kéregvasalással ellátott gerenda vagy pillér esetén Fő acélbetét
Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve ha vannak ilyenek az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés kéregvasalással ellátott gerenda vagy pillér esetén Fő acélbetét Kengyel
Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve ha vannak ilyenek az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés kéregvasalással ellátott gerenda vagy pillér esetén Fő acélbetét Kéregvasalás Kengyel
Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve ha vannak ilyenek az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés kéregvasalással ellátott gerenda vagy pillér esetén Betonfedés Fő acélbetét Kengyel Kéregvasalás Betonfedés
Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve ha vannak ilyenek az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés lemez / fal / héjszerkezet esetén
Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve ha vannak ilyenek az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés lemez / fal / héjszerkezet esetén Fő acélbetét
Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve ha vannak ilyenek az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés lemez / fal / héjszerkezet esetén Fő acélbetét Elosztó acélbetét
Concrete cover Betonfedés A betonfedés a vasalás (beleértve ha vannak ilyenek az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. Betonfedés lemez / fal / héjszerkezet esetén Fő acélbetét Elosztó acélbetét Betonfedés
Nominal concrete cover A betonfedés a vasalás (beleértve ha vannak ilyenek az összekötő vasalást, a kengyeleket és a kéregvasalást is) legközelebbi betonfelület felé eső felületének és a legközelebbi betonfelületnek a távolsága. A névleges betonfedés terven feltüntetésre kerülő A névleges betonfedés értéke értékét a minimális betonfedés C nom C min és a méreteltérések tervezéskor való figyelembevételét jelentő összege: C C dev nom C min C dev MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.4.1.1 Fejezet, (2)P, 48. oldal
Minimum concrete cover, C min A minimális betonfedés, C min A betonfedés minimális értékét az alábbiak miatt kell biztosítani: 1. a kapcsolati erők biztonságos átadása érdekében (MSZ EN 1992-1-1:2010, 7. Fejezet, 8. Fejezet) 2. a megfelelő tűzállóság biztosítása érdekében (MSZ EN 1992-1-2:2004) 3. a betonacél korrózió elleni védelme érdekében (tartósság) MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.4.1.2 Fejezet, (1)P, 48. oldal
Minimum concrete cover, C min közül a nagyobbikat kell alkalmazni: Cmin, b Cmin max C min, dur Cdur, Cdur, st Cdur, 10mm A minimális betonfedés, C min A tapadási és környezeti feltételeket egyaránt kelégítő C min értékek add C min,b C min,dur C dur, C dur, st C dur, add a tapadási követelmény miatt szükséges minimális betonfedés a környezeti feltételek miatt szükséges minimális betonfedés kiegészítő biztonsági paraméter a minimális betonfedés csökkentése korrózióálló acél alkalmazása esetén a minimális betonfedés csökkentése kiegészítő védelem alkalmazása esetén MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.4.1.2 Fejezet, (1)P, 48. oldal
Minimum concrete cover, C min,b requirements for bond A kellő tapadást biztosító minimális betonfedés, C min,b Acélbetétek elrendezése C min,b Egyedi acélbetétek: Csoportos acélbetétek: Az acélbetéte átmérője, Ø [mm] Ekvivalens átmérő, Ø n [mm] Amennyiben az adalékanyag névleges legnagyobb szemnagysága nagyobb mint 32 mm, C min,b értékét 5 mm-rel növelni kell! MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.4.1.2. Fejezet, 4.2. Táblázat, 48. oldal n n 55mm Egyedi acélbetét n n b Csoportos acélbetét n
Minimum concrete cover, C min,dur requirements for environmental A környezeti hatásoktól függő minimális betonfedés, C min,dur Szerkezeti osztály Környezeti követelmény: a C min,dur [mm] értékei X0 XC1 XC2 XC3 MSZ EN 1992-1-1:2010 MSZ 4798-1:2004 Környezeti osztály Környezeti osztály XC4 XD1 XD2 XD3 XF1-XF4 XS1 XS2 XS3 XA1-XA3 XK1(H)- XK4(H) XV1(H)-XV3(H) S1 10 10 10 15 20 25 30 - - S2 10 10 15 20 25 30 35 - - S3 10 10 20 25 30 35 40 45 50 S4 10 15 25 30 35 40 45 - - S5 15 20 30 35 40 45 50 - - S6 20 25 35 40 45 50 55 - - MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.4.1.2. Fejezet, 4.4.N Táblázat, 49. oldal MSZ 4798-1:2004, I Melléklet, NAD I1. Táblázat, 124. oldal)
Minimum concrete cover, C min,dur requirements for environmental A környezeti hatásoktól függő minimális betonfedés, C min,dur Szerkezeti osztály Környezeti követelmény: a C min,dur [mm] értékei X0 XC1 XC2 XC3 MSZ EN 1992-1-1:2010 MSZ 4798-1:2004 Környezeti osztály Környezeti osztály XC4 XD1 XD2 XD3 XF1-XF4 XS1 XS2 XS3 XA1-XA3 XK1(H)- XK4(H) XV1(H)-XV3(H) S1 10 10 10 15 20 25 30 - - S2 10 10 15 20 25 30 35 - - S3 10 10 20 25 30 35 40 45 50 S4 10 15 25 30 35 40 45 - - S5 15 20 30 35 40 45 50 - - S6 20 25 35 40 45 50 55 - - MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.4.1.2. Fejezet, 4.4.N Táblázat, 49. oldal MSZ 4798-1:2004, I Melléklet, NAD I1. Táblázat, 124. oldal)
Recommended structural classification Körülmény 100 éves tervezési élettartam Szilárdsági osztály Felületszerkezetek esetén (a vasalás helyzetét nem befolyásolja az építési módszer) Kiemelt szintű minőség-ellenőrzés a betongyártás esetén A tartószerkezetek ajánlott osztályozása Szerkezeti osztály Környezeti osztály X0 XC1 XC2, XC4 XD1 XD2, XC3 XS2 XD3, XS2, XS3 Az ajánlott szerkezeti osztálynál 2-vel magasabbat kell figyelembe venni! C30/37 C35/45 C40/50 C45/55 Az ajánlott szerkezeti osztálynál 1-gyel alacsonyabb vehető figyelembe! Az ajánlott szerkezeti osztálynál 1-gyel alacsonyabb vehető figyelembe! Az ajánlott szerkezeti osztálynál 1-gyel alacsonyabb vehető figyelembe! MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.4.1.2. Fejezet, 4.3.N Táblázat, 49. oldal
. c dur, c dur, C min Cmin, b max C min, dur Cdur, Cdur, st Cdur, 10mm add A környezeti feltételek miatt szükséges minimális betonfedés táblázatok felhasználásával nyert értékét kiegészítő biztonsági paraméterrel növelhető, javasolt értéke: C dur, 0 MSZ EN 1992-1-1:2010, 4.4.1.2 Fejezet, (6)P, 50. oldal
. c dur,st c dur,st C min Cmin, b max C min, dur Cdur, Cdur, st Cdur, 10mm add A környezeti feltételek miatt szükséges minimális betonfedés értéke korrózióálló acélbetétek alkalmazása esetén csökkenthető, javasolt értéke: C dur, st 5 mm MSZ EN 1992-1-1: 2010, NA3.1.4., 212. oldal
. c dur,add c dur,add C min Cmin, b max C min, dur Cdur, Cdur, st Cdur, 10mm add A környezeti feltételek miatt szükséges minimális betonfedés értéke kiegészítő védelem (pl. bevonat) mértékétől (pl. a bevonat vastagsága és típusa) függően csökkenthető, javasolt értéke: 0, 20mm C dur add MSZ EN 1992-1-1: 2010, NA3.1.5., 213. oldal
Allowance in design for deviation, C dev Kötelező ráhagyás C nom C min C dev A névleges betonfedés számításakor a minimális betonfedéshez a tervezés során hozzá kell adni egy, a méreteltérések figyelembevételét jelentő értéket, javasolt értéke: C dev 10mm MSZ EN 1992-1-1: 2010, 4.4.1.3. Fejezet, (1)P, 51. oldal X0 és XC1 osztályok esetén: XC2-XC4, XD1 és XS1, XD2 és XS2, XD3 és XS3 (S3 szerkezeti osztály, tervezési élettartam 50 év) XF1-XF4, XA1-XA3, XV1-XV3, XK1-XK4 osztályok esetén C dev = 10 mm C dev = 15 mm C dev = 15 mm MSZ 4798-1:2004, I Melléklet, NAD I1. Táblázat, 124. oldal)
Allowance in design for deviation, C dev Kötelező ráhagyás Bizonyos esetekben az elfogadható méreteltérés és ennek a tervezéskor figyelembe vett értéke csökkenthető. ha a gyártáshoz olyan minőségbiztosítási rendszer kapcsolódik, mely a betonfedés mértékére vonatkozó mérésekre is kiterjed, akkor: 5 mm C 10mm dev ha biztosítható, hogy az ellenőrzést nagyon pontos mérőműszerekkel végzik és a nem megfelelő elemeket leselejtezik (pl. előre gyártott elemek), akkor: 0 mm C 10mm dev MSZ EN 1992-1-1: 2010, 4.4.1.3. Fejezet, (3), 51. oldal
Nominal concrete cover for surface Névleges betonfedés egyenetlen felületen Egyenetlen felületekre való betonozás esetén tekintettel a nagyobb méreteltérésekre a névleges betonfedést a tervezés során növelni kell. A növekmény legyen összhangban az egyenetlenségből származó felületi eltérésekkel, de a névleges betonfedés értéke előkészített talajra (a felületkiegyenlítést is beleértve) való betonozás esetén legalább: min C nom 40mm közvetlenül a talajra való betonozás esetén legalább: min C nom 75mm Bármilyen felületi tulajdonság, mint pl. bordázott felület vagy mosott beton esetén a vasaláson mért betonfedés mértékét szintén növelni kell a felületi egyenetlenség figyelembevétele érdekében. MSZ EN 1992-1-1: 2010, 4.4.1.3. Fejezet, (4), 51. oldal
Notation of a given concrete A beton megjelölése, jele, megnevezése Magyarországon a beton jele tartalmazza: A beton nyomószilárdsági osztályának nevét. A nehéz és könnyűbetonok jelölésére a HC és LC betűjelet. Könnyűbeton esetén a szilárd könnyűbeton testsűrűségi osztályának jelét. Azon betonok esetén, amelyek adalékanyaga nem homokos kavics, az adalékanyag megnevezését, amellyel készült, például zúzottkővel (bazalttal, andezittel, méstkővel, dolomittal, riolittufával, stb.)barittal, duzzasztott agyagkaviccsal, duzzasztott üvegkaviccsal stb. A betonszerkezethez tartozó környezeti osztály jelét, amelynek építésére a betont felhasználják.
Notation of a given concrete A beton megjelölése, jele, megnevezése Magyarországon a beton jele tartalmazza: A beton-adalékanyag névleges legnagyobb szemnagyságának a jelét. A beton konzisztenciaosztályának jelét, vagy tervezett értékét tűréssel, konzisztencia megnevezésére megszokott magyar megnevezéseket (földnedves, kissé képlékeny, képlékeny, folyós), de csak idézőjelben szabad alkalmazni, ha a beton jelének megadásakor vagy a betontervezés során a konzisztenciamérési módszer mibenléte még nem ismert. Ezt a kivitelezővel kötött szerződésben pontosítani kell. Ha a betonnak a cement tömegére vonatkoztatott megengedett kloridtartalma 0,20 tömegszázalék, akkor azt a beton jelében nem kell megadni, ha ettől eltérő, akkor a kloridtartalom jelét a konzisztenciaosztály jele után szerepeltetni kell.
Notation of a given concrete A beton megjelölése, jele, megnevezése Magyarországon a beton jele tartalmazza: Ha a kiíró követelményként megadja a cement minőségét, akkor a cement jelét a beton jelében a konzisztenciaosztály jele után (ha a beton jelében szerepel a kloridtartalom jele, akkor ez után) kell feltüntetni. Ha a beton használati élettartama 50 év, akkor a beton jelében nem kell megadni, ha ettől eltérő, akkor azt a beton jelében a szabvány hivatkozása előtt fel kell tüntetni. A szabvány hivatkozási számát (jelen esetben MSZ 4798-1: 2004)
Examples for the notation of concrete Példák a beton jelölésére 1. Példa (MSZ 4798-1: 2004, 98 old.) Annak a C30/37 nyomószilárdsági osztályú betonnak a jele, amelyből vasbeton keretszerkezet épül (környezeti osztály: XC3), névleges legnagyobb szemnagysága D max = 24 mm, konzisztenciája képlékeny és a tervezés ideje alatt ismeretes, hogy a konzisztenciát roskadásméréssel fogják vagy roskadásméréssel kell meghatározni és a roskadási mértéknek 50-90 mm közé kell esnie, tehát konzisztenciaosztálya S2, a következő: C30/37 XC3 24 S2 MSZ 4798-1: 2004
Examples for the notation of concrete Példák a beton jelölésére 2. Példa (MSZ 4798-1: 2004, 98 old.) Annak a C30/37 nyomószilárdsági osztályú betonnak a jele, amelyből vasbeton keretszerkezet épül (környezeti osztály: XC3), névleges legnagyobb szemnagysága D max = 24 mm, konzisztenciája képlékeny és a konzisztencia megnevezése tájékozttó jelleggel ha a szerkezettervezés idején konzisztncia mérési módszere nem ismert, - Képlékeny, a következő: C30/37 XC3 24 Képlékeny MSZ 4798-1: 2004
Examples for the notation of concrete Példák a beton jelölésére 3. Példa (MSZ 4798-1: 2004, 98 old.) Annak a C30/37 nyomószilárdsági osztályú, légbuborékképző adalékszerrel gyártott betonnak a jele, amelyből fagy és sózás hatásának kitett vasbeton híd pályaszegélye készül (környezeti osztály: XF4), névleges legnagyobb szemnagysága D max = 32 mm, konzisztenciája képlékeny és a terülési mértéke 420 480 mm közé esik, konzisztenciaosztálya F3, a következő: C30/37 XF4 32 F3 MSZ 4798-1: 2004 C30/37 XF4 32 F3 (420 480 mm) MSZ 4798-1: 2004
Examples for the notation of concrete Példák a beton jelölésére 4. Példa (MSZ 4798-1: 2004, 98 old.) Annak a C40/50 nyomószilárdsági osztályú, kopásálló, légbuborékképző adalékszer nélkül gyártott bazaltbetonnak a jele, amelyből koptatóhatásnak és fagy és sózás hatásának kitett beton térburkolat készül (környezeti osztály: XK3(H) és XF4(H)), a névleges legnagyobb szemnagysága D max = 32 mm, konzisztenciája képlékeny és a terülési mértéke 420 480 mm közé esik, konzisztenciaosztálya F3, a következő: C40/50 bazalt zúzottkővel XK3(H)-XF4(H) 32 F3 MSZ 4798-1: 2004 C40/50 bazalt zúzottkővel XK3(H)-XF4(H) 32 F3 (450±30 mm) MSZ 4798-1: 2004
Examples for the notation of concrete Példák a beton jelölésére 5. Példa (MSZ 4798-1: 2004, 99 old.) Annak az LC12/13 nyomószilárdsági osztályú könnyűbetonnak jele amelynek a testsűrűsége szilárd állapotban 1600-1800 kg/m 3 közé esik, adalékanyaga duzzasztott agyagkavics, és amelyből könnyűbeton belső teherhordó fal készül (környezeti osztály: X0b(H)), a névleges legnagyobb szemnagysága D max = 16 mm, konzisztenciája a kissé képlékeny és képlékeny határán van, konzisztenciosztályának jele a tömörítési mérték jelével kifejezve C2, a következő: LC12/13 r LC 1,8 duzzasztott agyagkaviccsal X0b(H) 16 C2 MSZ 4798-1: 2004 LC12/13 r LC 1,8 duzzasztott agyagkaviccsal X0b(H) 16 C2 (1,25-1,11) MSZ 4798-1: 2004
Examples for the notation of concrete Példák a beton jelölésére 6. Példa (MSZ 4798-1: 2004, 99 old.) Annak a C40/50 nyomószilárdsági osztályú betonnak a jele, amelyből esőtől védett helyen álló feszített vasbeton gerenda készül (környezeti osztály: XC3), a névleges legnagyobb szemnagysága D max = 24 mm, konzisztenciája képlékeny és terülési mértéke 420-480 mm közé esik, konzisztenciaosztálya F3, megengedett kloridtartalma a cement tömegszázalékában kifejezve 0,10 tömegszázalék, CEM 52,5 szilárdsági osztályú portlandcementtel készült, használati élettartama 100 év, a következő: C40/50 XC3 24 F3 Cl 0,10 CEM 52,5 100 év MSZ 4798-1: 2004 C40/50 XC3 24 F3 (450 ± 30 mm) Cl 0,10 CEM 52,5 100 év MSZ 4798-1: 2004
Corrosion protection of steel reinforcement Betonacélok korrózió elleni védelme A betonacélok korrózió elleni védelme függ a betontakarást alkotó beton (MSZ EN 1992-1-1: 2004). : - tömörségétől, - minőségétől, - a betontakarás vastagságától - repedezettségi állapottól. A korrózióvédelmet biztosító betonfedés térfogatsúlya és megfelelő minősége elérhető (MSZ EN 1992-1-1: 2004). : - a víz/cement (w/c) tényező maximális értékének korlátozásával - a betonban alkalmazott minimális cementfelhasználás biztosításával - a minimális beton szilárdsági osztály alkalmazásával
Corrosion protection of steel reinforcement Betonacélok korrózió elleni védelme A betonacélok korrózió elleni védelme függ a betontakarást alkotó beton (MSZ EN 1992-1-1: 2004). : - tömörségétől, - minőségétől, - a betontakarás vastagságától - repedezettségi állapottól. Betontechnológiai tervezés!!! A korrózióvédelmet biztosító betonfedés térfogatsúlya és megfelelő minősége elérhető (MSZ EN 1992-1-1: 2004). : - a víz/cement (w/c) tényező maximális értékének korlátozásával - a betonban alkalmazott minimális cementfelhasználás biztosításával - a minimális beton szilárdsági osztály alkalmazásával
Corrosion protection of steel reinforcement Betonacélok korrózió elleni védelme A betonacélok korrózió elleni védelme függ a betontakarást alkotó beton (MSZ EN 1992-1-1: 2004). : - tömörségétől, - minőségétől, - a betontakarás vastagságától - repedezettségi állapottól. Szerkezettervezés!!! A korrózióvédelmet biztosító betonfedés térfogatsúlya és megfelelő minősége elérhető (MSZ EN 1992-1-1: 2004). : - a víz/cement (w/c) tényező maximális értékének korlátozásával - a betonban alkalmazott minimális cementfelhasználás biztosításával - a minimális beton szilárdsági osztály alkalmazásával
Advantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek előnyei Relatively low price Viszonylag olcsó S235 IPE 400 C20/25 40/40 C20/25 30/55 ~ 20.000. - Ft / fm ~ 15.000. - Ft / fm ~ 12.000. - Ft / fm 100% 75% 60% A számítás csak az egyes szerkezetekben lévő anyagok árait tartalmazza!
Advantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek előnyei Stiffness Merevség S235 IPE 400 C20/25 40/40 C20/25 30/55 EI ~ 480 10 6 kncm 2 EI ~ 4300 10 6 kncm 2 EI ~ 8300 10 6 kncm 2 EI 9 EI 17 EI Rugalmas állapot! Repedésmentes állapot! Repedésmentes állapot!
Advantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek előnyei Fire resistance Tűzállóság Tűzkárosodott acélszerkezet Tűzkárosodott vasbetonszerkezet
Advantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek előnyei Low operating or service cost Alacsony fenntartási költség Easy to get and to transport the components Hozzáférhető, könnyebben szállítható összetevők
Advantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek előnyei Free shape! Formai szabadság!
Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Low tensile strength of concrete A beton alacsony húzó szilárdsága s c f c f ct e c
Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Necessity of formwork (cast in place and prefabrication) Monolit és előre gyártás esetében is szükséges zsaluzás
Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai High density of concrete Nagy térfogatsúly S235 IPE 400 C20/25 40/40 C20/25 30/55 ~ 67 - kg / fm ~ 400 - kg / fm ~ 400 - kg / fm 1 e 6 e 6 e
Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Low relative strength Alacsony fajlagos szilárdság S235 IPE 400 C20/25 40/40 C20/25 30/55 f yk 235N/mm 2 f ck 20N/mm 2 f ck 20N/mm 2 f ctm 2,2 N/mm 2 f ctm 2,2 N/mm 2
Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Long term behaviour of concrete: creep Lassú alakváltozás: kúszás Q
Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Long term behaviour of concrete: creep Lassú alakváltozás: kúszás Q
Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Long term behaviour of concrete: creep Lassú alakváltozás: kúszás Q T = 0 rugalmas T [idő, time] e [lehajlás, deflection]
Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Long term behaviour of concrete: creep Lassú alakváltozás: kúszás Q T = 0 T [idő, time] T = rugalmas kúszás teljes e [lehajlás, deflection]
Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Long term behaviour of concrete: shrinkage Lassú alakváltozás: zsugorodás
Disadvantages of reinforced concrete structures Vasbeton szerkezetek hátrányai Difficult to change the form of ready structure Bonyolult utólagos alakíthatóság
Why we can use reinforced concrete structures? Miért alkalmazhatunk vasbeton szerkezeteket? Linear coefficient of thermal expansion for concrete and for the steel bars are the same!!! A beton és a betonacél hőtágulási együtthatója azonos!!!
Why do reinforced concrete structures work? Mi biztosítja a vasbeton szerkezeteket működését? Bond between steel bars and concrete!!! A beton és a betonacél közötti tapadás!!!
Reinforced Concrete Structures I. IV. Vasbetonszerkezetek I. - Kitéti (környezeti) osztályok, betonfedés, beton jelölése - Dr. Kovács Imre PhD tanszékvezető főiskolai tanár E-mail: dr.kovacs.imre@gmail.com Mobil: 06-30-743-68-65 Iroda: 06-52-415-155 / 77764 Köszönöm a figyelmet! WEB: www.epito.eng.unideb.hu