NOWA EUROPEJSKA NORMA BETONOWA PODSTAWĄ PROJEKTOWANIA WSPÓŁCZESNYCH Andrzej Moczko Instytut Budownictwa Politechniki Wrocławskiej ATM@pionier.ib.pwr.wroc.pl tel.kom. 0 695 190 064 NOWA EUROPEJSKA NORMA BETONOWA PN-EN 206-1 PODSTAWĄ PROJEKTOWANIA WSPÓŁCZESNYCH KONSTRUKCJI BETONOWYCH Wprowadzenie Aktualny stan prawny Podstawowe definicje i określenia Klasyfikacja betonu Badania mieszanki betonowej i betonu Kryteria zgodności Beton towarowy – specyfikacja i warunki dostawy Uwagi końcowe

KONSTRUKCJE BETONOWE NOWE WYZWANIA STOREBAELT MOST WISZĄCY drugi na liście mostów o najdłuższej rozpiętości przęsła – 1624 m oddany do użytku w 1998 r. wysokość pylonów – 255 m

KONSTRUKCJE BETONOWE NOWE WYZWANIA ORIENTAL PEARL RTV TOWER Perła Wschodu – wieża telewizyjno-radiowa zbudowana w Szanghaju, z wysoko wytrzymałościowego betonu wysokość wieży – 486 m

„Ductal” o wytrzymałości rzędu 170-260 MPa i module sprężystości rzędu Udoskonalony fibro-beton ultra-wysokowartościowy, o wytrzymałości rzędu 170-260 MPa i module sprężystości rzędu 50-60 MPa – ciągliwy kompozyt samopoziomujący

PN-EN 206-1 Nowa Norma Betonowa ?

Ułatwienie ??? Utrudnienie ??? Brak opisu metod badawczych !!! PN-EN 206-1 Ułatwienie ??? Utrudnienie ??? Brak opisu metod badawczych !!! TRWAŁOŚĆ !!!! ZAPEWNIENIE NALEŻYTEJ JAKOŚCI BETONU NA WSZYSTKICH ETAPACH JEGO WYTWARZANIA UPORZĄDKOWANIE RELACJI POMIĘDZY PRODUCENTEM I WYKONAWCĄ

ZASADNICZE ZMIANY Nowa norma betonowa zastępuje pojęcie wytrzymałości gwarantowanej pojęciem wytrzymałości charakterystycznej (Uwaga pułapka !). wytrzymałość charakterystyczna → wartość wytrzymałości, poniżej której może się znaleźć 5 % populacji wszystkich możliwych oznaczeń wytrzymałości dla danej objętości betonu Nowa norma betonowa zastępuje pojęcie klasy betonu pojęciem klasy wytrzymałości. Zmianie ulegają oznaczenia (np. zamiast symbolu np. „B30” wprowadza się oznaczenie „C25/30”). Ponadto norma przyjmuje odmienną, znacznie rozszerzoną w stosunku do dotychczas obowiązujących, konstrukcyjną systematykę wytrzymałościową betonu, obejmującą obok betonów zwykłych także betony ciężkie i lekkie. Po raz pierwszy w polskim systemie normalizacyjnym pojawiła się norma regulująca zasady badania odwiertów rdzeniowych, pobieranych z istniejącej konstrukcji. Po raz pierwszy w polskim systemie normalizacyjnym pojawiła się zapowiedź wprowadzenia jako równoprawnej metody oceny wytrzymałości betonu na ściskanie tzw. metody „pull-out”. Nowa norma betonowa nie wymaga oznaczania mrozoodporności i nasiąkliwości betonu.

STAN PRAWNY PN-EN 206-1 !!! (PN-88/B-06250 „Beton zwykły”) PN-EN 12350 – „Badania mieszanki betonowej” PN-EN 12390 – „Badania betonu” PN-EN 12504 – „Badania betonu w konstrukcjach Normy związane PN-B-03264:2002 „Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie” PN-S-10040 „Obiekty mostowe. Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Wymagania i badania” PN-91/S-10042 „Obiekty mostowe. Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Projektowanie” PN-EN 1542:2000 „Wyroby i systemy do ochrony i napraw konstrukcji betonowych – Metody badań. Pomiar przyczepności przez odrywanie” Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30.05.2000 r. w sprawie warunków technicznych, jakim mają odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie, Dziennik Ustaw Nr 63 z 3 sierpnia 2000 roku Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12.04.2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, Dziennik Ustaw Nr 75 z 15 czerwca 2002 roku

BADANIA MIESZANKI BETONOWEJ PN-EN 12350-1 „Badania mieszanki betonowej – Pobieranie próbek” PN-EN 12350-2 „Badania mieszanki betonowej – Badanie konsystencji metodą opadu stożka” PN-EN 12350-3 „Badania mieszanki betonowej – Badanie konsystencji metodą Vebe” PN-EN 12350-4 „Badania mieszanki betonowej – Badanie konsystencji metodą stopnia zagęszczalności” PN-EN 12350-5 „Badania mieszanki betonowej – Badanie konsystencji metodą stolika rozpływowego” PN-EN 12350-6 „Badania mieszanki betonowej – Gęstość” PN-EN 12350-7 „Badania mieszanki betonowej – Badania zawartości powietrza Metody ciśnieniowe”

BADANIA STWARDNIAŁEGO BETONU PN-EN 12390-1 „Badania betonu – Kształt, wymiary i inne wymagania dotyczące próbek do badania i form PN-EN 12390-2 „Badania betonu – Wykonywanie i pielęgnacja próbek do badań wytrzymałościowych” PN-EN 12390-3 „Badania betonu – Wytrzymałość na ściskanie próbek do badania” PN-EN 12390-4 „Badania betonu – Wytrzymałość na ściskanie - Specyfikacja maszyn wytrzymałościowych” PN-EN 12390-5 „Badania betonu – Wytrzymałość na zginanie próbek do badania PN-EN 12390-6 „Badania betonu – Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu próbek do badania” PN-EN 12390-7 „Badania betonu – Gęstość betonu PN-EN 12390-8 „Badania betonu – Głębokość penetracji wody pod ciśnieniem”.

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH PN-EN 12504-Część 1 „Badania betonu w konstrukcjach – Odwierty rdzeniowe. Wycinanie, ocena i badanie wytrzymałości na ściskanie” PN-EN 12504-Część 2 „Badania betonu w konstrukcjach– Badania nieniszczące. Oznaczanie liczby odbicia” prEN 12504-3:1999-12 „Testing concrete in structures – Part 3: Determination of pull-out force” prEN 13296:1998-07 „Testing concrete in structures – Part4: Determination of ultrasonic pulse velocity” prEN 13791:2003 „Assessment of concrete compressive strengt in structures or in structural elements”

PODSTAWOWE POJĘCIA beton zwykły beton o gęstości w stanie suchym większej niż 2000 kg/m3, ale nie przekraczającej 2600 kg/m3 beton lekki beton o gęstości w stanie suchym nie mniejszej niż 800 kg/m3 i nie większej niż 2000 kg/m3. Beton ten jest produkowany z zastosowaniem wyłącznie lub częściowo kruszywa lekkiego beton ciężki beton o gęstości w stanie suchym większej niż 2600 kg/m3 beton wysokiej wytrzymałości beton klasy wytrzymałości na ściskanie wyższej niż C50/60 w przypadkach betonu zwykłego lub betonu ciężkiego i beton klasy wytrzymałości na ściskanie wyższej niż LC50/55 w przypadku betonu lekkiego

PODSTAWOWE POJĘCIA beton projektowany beton, którego wymagane właściwości i dodatkowe cechy są podane producentowi, odpowiedzialnemu za dostarczenie betonu zgodnego z wymaganymi właściwościami i dodatkowymi cechami beton recepturowy beton, którego skład i składniki, jakie powinny być użyte, są podane producentowi odpowiedzialnemu za dostarczenie betonu o tak określonym składzie normowy beton recepturowy beton recepturowy, którego skład jest podany w normie przyjętej w kraju stosowania betonu

KLASY EKSPOZYCJI BETONU ZWIĄZANE Z ODDZIAŁYWANIEM ŚRODOWISKA Brak zagrożenia agresją środowiska lub zagrożenia korozją - X0 Korozja spowodowana karbonatyzacją - XC Korozja spowodowana chlorkami nie pochodzącymi z wody morskiej - XD Korozja spowodowana chlorkami z wody morskiej - XS Agresywne oddziaływanie mrozu - XF Agresja chemiczna - XA

ZAGROŻENIE KOROZYJNE Karbonatyzacja betonowej otuliny Rapid Chloride Test Karbonatyzacja betonowej otuliny Stężenie jonów chlorkowych Stężenie jonów siarczanowych Aquamerck - Test RAINBOW - Test

KOROZJA STALI ZBROJENIOWEJ pH betonu ≥ 11.8 2. pH betonu 9 – 11.8 3. pH betonu < 9 Brak korozji Utrata warstwy pasywacyjnej Korozja stali

KARBONATYZACJA BETONOWEJ OTULINY Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O Test fenoftaleinowy - pH < 8.5-9.5 Test tymoloftaleinowy - pH < 9.3-10.5 Rainbow-Test - pH <  9.0

Głębokość karbonizacji betonu w zależności od zawartości cementu

Karbonatyzacja betonowej otuliny (przykłady) RAINBOW - Test Test fenoftaleinowy

Wartości dopuszczalne: Beton skarbonatyzowany KOROZJA CHLORKOWA Fe2+ + 2Cl-  FeCl2 FeCl2 + 2H2O  Fe(OH)2 + 2HCl 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2  4Fe(OH)3 Wartości dopuszczalne: Beton nieskarbonatyzowany dla konstrukcji żelbetowych - 0.4% wagi cementu dla konstrukcji sprężonych - 0.2% wagi cementu Beton skarbonatyzowany bez względu na rodzaj konstrukcji - 0.1% wagi cementu

PORÓWNANIE WYMAGAŃ PN 88/B 06250 PN EN 206 1 w/c 0,75 – 0,55 0,65 – 0,45 C [kg/m3] 190 – 270 260 - 360 ilość powietrza [%] 2,0 – 7,5 4,0

Wymagania odnośnie składu betonu w zależności od klas ekspozycji środowiska eksploatacji Typ zagrożenia wskutek agresji zewnętrznej Klasa ekspozycji Opis środowiska Przykład przyporządkowania do danej klasy Min. zawartość cementu [kg/m3] Max. stosunek w/c Min. klasa wytrz. na ściskanie [N/mm2] Wymagane napowie-trzanie [%] Brak agresji XO dla betonów niezbrojonych wszystkie klasy ekspozycji oprócz XF, XA oraz obciążeń ścierających; dla betonów zbrojonych: środowisko bardzo suche Elementy betonowe wewnątrz budynków o małej wilgotności powietrza --- C 12/15 Karbona- tyzacja XC1 Suche Elementy betonowe wewnątrz budynków o normalnej wilgotności powietrza 260 0,65 C 20/25 XC2 Przeważnie mokre części konstrukcji hydrotechnicznych; większość fundamentów 280 0,60 C 25/30 XC3 Umiarkowanie wilgotne elementy betonowe wewnątrz budynków o podwyższonej wilgotności powietrza; zewnętrzne elementy betonowe osłonięte przed deszczem; 0,55 C 30/37 XC4 Cyklicznie: suche - mokre Elementy narażone na kontakt z wodą, spoza klasy ekspozycji XC2 300 0,50

Wymagania odnośnie składu betonu w zależności od klas ekspozycji środowiska eksploatacji Typ zagrożenia wskutek agresji zewnętrznej Klasa ekspozycji Opis środowiska Przykład przyporządkowania do danej klasy Min. zawartość cementu [kg/m3] Max. stosunek w/c Min. klasa wytrz. na ściskanie [N/mm2] Wymagane napowietrzanie [%] Korozja chlorkowa w strefie śródlądowej XD1 Umiarkowanie wilgotne Elementy betonowe narażone na działanie mgły chlorkowej 300 0,55 C30/37 --- XD2 Przeważnie mokre betonowe elementy basenów kąpielowych; betonowe elementy zbiorników przemysłowych, gromadzących roztwory chlorków; XD3 Cyklicznie: suche - mokre Części mostów, nawierzchnie betonowe dróg i parkingów 320 0,45 C35/45 Korozja chlorkowa w strefie nadmorskiej XS1 Owiew zasolonego powietrza, co najwyżej wilgotnego Elementy zewnętrzne w pobliżu wybrzeża 0,50 XS2 Środowisko podwodne Zatopione części konstrukcji morskich XS3 Cyklicznie: mokre - wilgotne Strefy obryzgu i obmywania konstrukcji morskich (w efekcie falowania morza) 340

Wymagania odnośnie składu betonu w zależności od klas ekspozycji środowiska eksploatacji Typ zagrożenia wskutek agresji zewnętrznej Klasa ekspozycji Opis środowiska Przykład przyporządkowania do danej klasy Min. zawartość cementu [kg/m3] Max. stosunek w/c Min. klasa wytrz. na ściskanie [N/mm2] Wymagane napowietrzanie [%] Agresja spowodowana zamrażaniem i rozmrażaniem XF1 Nawilżanie umiarkowane, brak ingerencji środków odladzających Pionowe odsłonięcia elementów betonowych, narażone na działanie deszczu i mrozu 300 0,55 C 30/37 --- XF2 Nawilżanie umiarkowane, łącznie z oddziaływaniem środków odladzających Pionowe odsłonięcia elementów betonowych, narażone na działanie deszczu i mrozu oraz zraszane środkami odladzającymi C 25/30 4,0 XF3 Nawilżanie wysokie, brak ingerencji środków odladzających Poziome powierzchnie elementów betonowych, wystawione na działanie wody i mrozu 320 0,50 XF4 Nawilżanie wysokie, łącznie z oddziaływaniem środków odladzających betonowe nawierzchnie dróg i mostów odladzane środkami chemicznymi; elementy betonowe w strefie oddziaływania mrozu oraz zraszanie środkami odladzającymi; budowle morskie w strefie zamarzania. 340 0,45 Agresja chemiczna XA1 Słabo agresywne XA2 Średnio agresywne XA3 Silnie agresywne 360 C 35/45

KLASY WYTRZYMAŁOŚĆI BETONU NA ŚCISKANIE

Zapraszamy na przerwę

BADANIA MIESZANKI BETONOWEJ Inaczej zdefiniowano pojęcie partii mieszanki betonowej. Przez partię rozumie się jeden zarób w betoniarce lub jeden ładunek betoniarki samochodowej, a wiec to, co dotychczas obowiązująca polska norma „Beton zwykły” określała jako „zarób mieszanki betonowej”. Dotychczas pojęcie „partii betonu” odnosiło się do ilości betonu o niezmiennym składzie, wyprodukowanej w okresie nie dłuższym niż jeden miesiąc. W zakresie badania konsystencji mieszanki betonowej norma akceptuje cztery podstawowe, powszechnie stosowane w Europie metody pomiarowe: metodę opadu stożka, metodę Vebe, metodę stolika rozpływowego, metodę pomiaru stopnia zagęszczalności.

Klasy i metody normowego pomiaru konsystencji Symbol klasy konsystencji Metoda pomiarowa Przedział normowych klas konsystencji Zakres mierzonej wartości S metoda opadu stożka S1 do S5 10 do 220 [mm] V metoda Vebe V0 do V4 31 do 3 [sek] C metoda stopnia zagęszczalności C0 do C3 1.46 – 1.04 [-] F metoda stolika rozpływowego F1 do F6 340 - 630 [mm]

Klasy konsystencji dla metody stożka opadowego Klasa Opad stożka w mm  220 plastyczna (K3) półciekła (K4) ciekła (K5) bardzo ciekła Klasy konsystencji dla metody VeBe Klasa Czas VeBe w sekundach V0 V1 V2 V3 V4  31 30 do 21 20 do 11 10 do 6 5 do 3 wilgotna (K1) gęstoplastyczne (K2) plastyczne (K3) półciekła (K4) Klasy konsystencji dla metody stopnia zagęszczalności Klasa Stopień zagęszczalności C0 C1 C2 C3 1,46 1,45 do 1,26 1,25 do 1,11 1,10 do 1,04 bardzo sztywne sztywne (K1) plastyczne miękkoplastyczne

Klasy konsystencji dla metody stolika rozpływowego Klasa Średnica rozpływu w mm F1 F2 F3 F4 F5 F6 340 350 do 410 420 do 480 490 do 550 560 do 620 630 sztywna plastyczna miękka plastyczna półciekła ciekła bardzo ciekła

BADANIA MIESZANKI BETONOWEJ Novum jest wprowadzenie do normy zasad oznaczania gęstości mieszanki betonowej (PN-EN 12350-6). Metoda jest prosta i polega na oznaczaniu gęstości mieszanki przez jej ważenie w pojemniku o znanej objętości i masie. Objętość odpowiedniej wielkości sztywnego pojemnika jest skalowana przez wypełnienie wodą. Objętość pojemnika nie może być mniejsza niż 5 litrów, a jego najmniejszy wymiar winien być równy co najmniej czterokrotnemu największemu nominalnemu wymiarowi ziarna kruszywa w betonie i nie powinien być mniejszy niż 150 mm. Norma PN-EN 12350-7, dotycząca badania zawartości powietrza w mieszance betonowej, wypełnia istotną lukę w polskich przepisach normowych, jako że obecnie praktycznie brak jest znormalizowanych procedur oznaczania napowietrzania mieszanki betonowej. Norma opisuje dwie metody oznaczania zawartości powietrza w zagęszczonej mieszance betonowej.

BADANIA BETONU O ile dotychczasowa norma „Beton zwykły” przewidywała jedynie próbki sześcienne o wymiarach 100, 150 i 200 mm, to nowa norma jako podstawowe uznaje dwa rodzaje próbek: próbki walcowe o średnicy 150 mm i wysokości 300 mm oraz próbki sześcienne o boku 150 mm. W zakresie wykonywania i pielęgnacji próbek do badań wytrzymałościowych nowa norma przewiduje możliwość zagęszczania betonu wibratorem wgłębnym oraz formułuje wymagania odnośnie stołu wibracyjnego. W stosunku do dotychczasowej praktyki, nowa norma nie tylko nie zaleca, ale wręcz przestrzega przed przewibrowaniem, objawiającym się wystąpieniem na powierzchni próbki mleczka cementowego. Novum jest także zalecenie zagęszczania betonu przynajmniej w dwóch warstwach. Odnośnie zasad pielęgnacji próbek nowa norma wprowadza bardzo istotne zmiany. Aktualnie obowiązujące przepisy normowe nie przewidują bowiem przechowywania próbek w wodzie, podczas gdy według nowej normy po wyjęciu próbek z form należy je pielęgnować albo w wodzie o temperaturze 20  2 0C, albo w komorze klimatycznej o tej samej temperaturze i wilgotności względnej  95%. Ulegają więc zmianie warunki temperaturowo-wilgotnościowe pielęgnacji próbek do badań. Ponadto norma zaleca, aby próbki pozostawały w formach, co najmniej przez 16 godzin, lecz nie dłużej niż 3 dni, zabezpieczone przed wstrząsami i utratą wody. Nowa norma zwraca także uwagę na prawidłowy transport próbek oraz stawia szczegółowe wymagania co do zakresu sprawozdania z przygotowania i oznakowania próbek.

BADANIA BETONU Zasady badania wytrzymałości betonu na ściskanie, zawarte w normie PN-EN 12390-3, przewidują, iż próbkę do badań powinien stanowić sześcian, walec lub odwiert rdzeniowy, spełniający wymagania, zawarte w stosownych normach szczegółowych. W przypadku, gdy wymiary lub kształty próbki, ze względu na przekroczenie poszczególnych tolerancji, nie spełniają tych wymagań, próbki należy dostosować do badań. Dostosowanie to polega na oszlifowaniu powierzchni, do których ma być przyłożone obciążenie lub nałożeniu na nich warstwy wyrównującej (tzw. „kapslowanie”). W stosownym załączniku określone zostały szczegółowe zasady wykonywania tego rodzaju warstw wyrównujących w postaci: zaprawy z cementem glinowym, mieszanek siarkowych, nakładek piaskowych. Norma wymaga, aby w czasie badania wytrzymałości betonu na ściskanie, obciążenie narastało ze stałą prędkością, mieszczącą się w przedziale od 0.2 MPa/s do 1.0 MPa/s. Jest to niewielka zmiana w stosunku do dotychczasowych wymagań, które zakres ten formułowały na poziomie 0.5-1.0 MPa/s. Natomiast za znaczące novum należy uznać szczegółowe zdefiniowanie pojęcia prawidłowego i nieprawidłowego charakteru zniszczenia badanych próbek. oraz wprowadzenie wymogu zaokrąglenia wartości wytrzymałości betonu na ściskanie do 0.5 MPa, wobec dotychczas obowiązującego zaokrąglenia z dokładnością do 0.1 MPa.

BADANIA BETONU Nowa norma, wprowadza także zasady badania wytrzymałości betonu na zginanie (PN-EN 12390-5). Jako zasadniczą metodę badania przyjmuje metodę dwupunktową, w której przyłożenie siły następuje od góry, poprzez dwa wałki w odstępie „d” i wówczas odstęp wałków podpierających wynosi „3d”. Nowa norma ustala również zasady oznaczanie wytrzymałości betonu na rozciąganie (PN-EN 12390-6) przy rozłupaniu próbek walcowych. Wytrzymałość tę oblicza się ze wzoru: fct = 2  F /   L  d gdzie: fct - wytrzymałość betonu na rozciąganie przy rozłupaniu [MPa] F - wartość maksymalnego obciążenia w [kN] L - długość linii styku próbki w [mm] d - wymiar przekroju poprzecznego w [mm] Wynik powinien być podawany z zaokrągleniem do 0.05 MPa. Norma przewiduje także możliwość alternatywnego badania próbek sześciennych lub prostopadłościennych, przy czym przyjmuje się, że wyniki uzyskane na takich próbkach są o około 10% wyższe niż w przypadku badania próbek walcowych, wykonanych z tego samego betonu.

BADANIA BETONU Nowa norma zasadniczo zmienia zasady wykonywania pomiaru odporności betonu na przepuszczalność wody (PN-EN 12390-8). Z oznaczenia momentu przesiąkania pod określonym ciśnieniem, któremu przypisuje się dany stopień wodoszczelności, przechodzi się na pomiar głębokości penetracji wody, pod stałym ciśnieniem 0.5 MPa, działającym przez okres trzech dób. Wynik podawany jest dokładnością do jednego milimetra. Do badań można wykorzystywać zarówno próbki sześcienne, jak i walcowe oraz prostopadłościenne, przy założeniu, że minimalny wymiar boku lub średnicy jest nie mniejszy niż 150 mm. W stosunku do dotychczas obowiązujących zasad pomiaru, nastąpiło zmniejszenie powierzchni pola poddawanego ciśnieniu wody, a ścian bocznych nie pokrywa się warstwą wodoszczelną, dopuszczając możliwość przecieków na ściankach bocznych. Wymiar pola poddawanego działaniu wody pod ciśnieniem powinien wynosić około połowy krawędzi lub średnicy badanej powierzchni. Norma jest z założenia ograniczona do badania przepuszczalności wody przez beton, który uprzednio dojrzewał w wodzie. Można przyjmować, że obejmuje ona również beton dojrzewający w komorze o dużej wilgotności. Należy zaznaczyć, że nowa norma betonowa PN-EN-206-1 nie formułuje wymagań co do szczelności betonu w zależności od jego zastosowań. Odpowiednich danych należy więc szukać w normach konstrukcyjnych.

KONTROLA ZGODNOŚCI BETONU ZE SPECYFIKACJĄ O ile dotychczasowe regulacje prawne („Beton Zwykły”) bazowały na klasycznym wnioskowaniu statystycznym, to wprowadzone obecnie kryteria oceny są oparte na funkcjach operacyjno-charakterystycznych (OC). Konsekwencją tego faktu jest znaczące zmniejszenie ryzyka producenta betonu kosztem wzrostu ryzyka jego odbiorcy (wykonawcy). Wprowadzone uregulowania prawne w istotny sposób ograniczają możliwość „kwestionowania” przez odbiorcę jakości dostarczonego betonu na podstawie badań „in-situ”.

PN-B-06250:1988 Beton zwykły: a) alternatywnie b) ) (warunek dodatkowy

Liczba wyników badania wytrzymałości w zbiorze „n” KRYTERIA ZGODNOŚCI DLA WYTRZYMAŁOŚCI według PN-EN 206-1 Zgodność wytrzymałości na ściskanie betonu projektowanego uznaje się za potwierdzoną, jeśli obydwa poniższe kryteria są jednocześnie spełnione.   Produkcja Liczba wyników badania wytrzymałości w zbiorze „n” KRYTERIUM 1 Średnia z „n” wyników fcm [MPa] KRYTERIUM 2 Pojedynczy wynik fci [MPa] początkowa 3  fck + 4  fck - 4 ciągła 15  fck + 1.48 

KLASY BETONU ??? zgodnie z PN-84/B-03264 (stara norma żelbetowa): B7.5, B10, B12.5, B15, B17.5, B20, B25, B30, B35, B40, B50 zgodnie z PN-B-03264:2002 (nowa norma żelbetowa): fck = 0.8 f Gc,cube B15, B20, B25, B30, B37, B45, B50, B55, B60, B65, B70 gdzie: fck - wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie fGc,cube - wytrzymałość gwarantowana betonu na ściskanie zgodnie z PN-91/S-10042 (norma mostowa): Rbk = 0.75 RGb B20, B25, B30, B35, B40, B45, B50, B60 gdzie: Rbk - wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie RGb - wytrzymałość gwarantowana betonu na ściskanie zgodnie z PN-EN 206-1: fck,cyl/fck,cube C8/10, C12/15, C16/20, C20/25, C25/30, C30/37, C35/45, C40/50, C45/55 C55/67, C50/60, C60/75, C70/85, C80/95, C90/105, C100/115 gdzie: fck,cyl - wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie (gwarantowana): walce 150/300 mm fck,cube - wytrzymałość charakterystyczna betonu na ściskanie (gwarantowana): kostki 150/150/150 mm

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE Norma PN-EN 12504-1 jest niezwykle cenną normą, porządkującą zasady badania odwiertów rdzeniowych, która to tematyka nie była dotychczas unormowana w naszym kraju. Jeśli chodzi o szczegółowe ustalenia to norma ta wymaga odpowiedniego przygotowania odwiertów do badań, ze szczególnym uwzględnieniem szlifowania ich powierzchni czołowych lub ich „kapslowania”, czyli zastosowania warstw wyrównujących wykonanych z cementów wysoko glinowych, mieszanek siarkowych lub nakładek piaskowych. Norma zaleca unikanie wiercenia poprzez zbrojenie, przy czym nie wypowiada się o wpływie na wytrzymałość betonu wyciętych przypadkowo kawałków prętów zbrojeniowych. W zasadzie, jeśli wysokość próbki jest równa średnicy, to wpływ ten jest pomijalny, o ile tylko nie są to pręty zbrojeniowe równoległe do osi próbki. W przypadku, gdy stosunek wymiaru maksymalnego ziarna kruszywa w betonie do średnicy odwiertu jest większy niż 1:3, norma uznaje, że ma on istotny wpływ na mierzoną wartość wytrzymałości na ściskanie. W praktyce oznacza to, że najczęściej wycina się odwierty rdzeniowe o średnicy 100 mm. Wytrzymałość na ściskanie podaje się z zaokrągleniem do najbliższego 0,5 MPa.

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE Wykorzystanie wyników badań wytrzymałości betonu „in-situ” do kontroli zgodności betonu ze specyfikacją jest ograniczone do dwóch następujących przypadków: Jeżeli istnieje przypuszczenie, że wyniki badania wytrzymałości betonu na ściskanie, prowadzone na próbkach normowych, nie będą reprezentatywne, np. w przypadku mieszanek betonowych o konsystencji C0, lub o konsystencji niższej niż S1, lub w przypadku betonu próżniowanego. Jeżeli badania, przeprowadzone zgodnie z procedurami przewidzianymi w normie PN-EN 206-1, wykazały niezgodność badanego betonu z jego specyfikacją.

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE Badania wytrzymałościowe odwiertów rdzeniowych mogą być bez ograniczeń wykorzystywane do oceny parametrów mechanicznych betonu w sytuacji, gdy: istniejące konstrukcje mają być modernizowane, lub też przeprojektowywane, występują wątpliwości odnośnie wytrzymałości betonu w konstrukcji, spowodowane błędami wykonawczymi, bądź szkodliwym oddziaływaniem czynników zewnętrznych, w tym temperatur pożarowych, wymagana jest kontrola jakości betonu w trakcie procesu wznoszenia danego obiektu, szczegółowe specyfikacje projektowe wymagają przeprowadzenia kontroli zgodności parametrów wytrzymałościowych betonu w konstrukcji. istniejące konstrukcje mają być modernizowane, lub też przeprojektowywane,

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE INTERPRETACJA WYNIKÓW (prEN 13791:2003) Przypadek I Jeśli dysponujemy, co najmniej 15 wynikami oznaczenia wytrzymałości na ściskanie, za wartość wytrzymałości charakterystycznej przyjmuje się mniejszą z dwóch następujących wartości: fck,is = fcm(n),is – 1,48• s oraz fck,is = fis,lowest + 4 gdzie: fck,is - charakterystyczna wytrzymałość betonu na ściskanie „in-situ” fcm(n),is - średnia wytrzymałość betonu na ściskanie „in-situ”, wyznaczona dla „n” wyników fis,lowest - najmniejsza uzyskana wartość wytrzymałości betonu na ściskanie „in-situ” s - odchylenie standardowe uzyskanych wyników badań; w przypadku gdy wartość „s” jest mniejsza od 2 MPa, należy przyjąć s = 2 MPa

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE INTERPRETACJA WYNIKÓW (prEN 13791:2003) Przypadek II Jeśli dysponujemy mniejszą liczbą wyników niż 15, za wartość wytrzymałości charakterystycznej przyjmuje się mniejszą z dwóch następujących wartości: fck,is = fcm(n),is – k oraz fck,is = fis,lowest + 4 gdzie: k - współczynnik uzależniony od liczby posiadanych wyników „n”, przy czym: dla n = 1014 - k = 4, dla n = 79 - k = 5, dla n = 36 - k = 6

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE INTERPRETACJA WYNIKÓW (prEN 13791:2003) współczynnik korekcyjny → 0.85 stosunek charakterystycznej wytrzymałości betonu na ściskanie „in-situ” do charakterystycznej wytrzymałości na ściskanie, określanej na próbkach normowych

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE PRZYKŁAD Nr 1 W czasie próby ściskania 8 próbek (h==100 mm), wyciętych z pobranych z konstrukcji odwiertów rdzeniowych, uzyskano następujące wyniki: - wartości poszczególnych wyników pomiarów (fis): 42 MPa, 46 MPa, 48 MPa, 40 MPa, 47 MPa, 38 MPa, 42 MPa i 45 MPa - najmniejsza uzyskana wartość wytrzymałości: fis,lowest = 38.0 MPa - średnia wytrzymałość uzyskana dla badanej serii próbek: fcm(8),is = 43.5 MPa

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE według: PN-88/B-06250 - Beton Zwykły fck,is,cube  fis,lowest / = 38/1.1 = 34.5 MPa lub fck,is,cube  fis,lowest = 38.0 MPa oraz fck,is,cube  fcm(8),is /1.2 = 43.5/1.2 = 36.2 MPa Co pozwala ostatecznie przyjąć wartość wytrzymałości charakterystycznej (gwarantowanej) badanego betonu, odpowiadającej wytrzymałości oznaczonej na próbkach sześciennych, na poziomie około 36.2 MPa i oszacować klasę wytrzymałościową badanego betonu jako C25/30, a po ewentualnym uwzględnieniu współczynnika korekcyjnego (=0.85) jako C30/37.

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE według: prEN 13791: 2003 fck,is,cube= fcm(8),is – 5 = 43.5 – 5 = 38.5 MPa oraz fck,is,cube= fis,lowest + 4 = 38 + 4 = 42.0 MPa Co pozwala ostatecznie przyjąć wartość wytrzymałości charakterystycznej badanego betonu na poziomie około 38.5 MPa i oszacować klasę wytrzymałościową badanego betonu jako C30/37, a po uwzględnieniu współczynnika korekcyjnego (=0.85) jako C35/45.

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE PRZYKŁAD Nr 2 W czasie badania wytrzymałości na ściskanie 15 próbek (h==100 mm), wyciętych z pobranych z konstrukcji odwiertów rdzeniowych, uzyskano następujące wyniki: - średnia wytrzymałość badanej serii próbek: fcm(8),is = 43.5 MPa - odchylenie standardowe uzyskanych wyników: s = 3.6 MPa - najmniejsza uzyskana wartość wytrzymałości: fis,lowest = 38.0 MPa

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE według: PN-88/B-06250 - Beton Zwykły fck,is,cube  fcm(8),is – 1.64 s = 43.5 – 1.64 • 3.6 = 37.6 MPa Co pozwala ostatecznie przyjąć wartość wytrzymałości charakterystycznej (gwarantowanej) badanego betonu, odpowiadającej wytrzymałości oznaczonej na próbkach sześciennych, na poziomie około 37.6 MPa i oszacować klasę wytrzymałościową badanego betonu jako C30/37.

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH ODWIERTY RDZENIOWE według: prEN 13791: 2003 fck,is,cube  fcm(8),is – 1.48 s = 43.5 – 1.48 • 3.6 = 38.2 MPa oraz fck,is,cube= fis,lowest + 4 = 38 + 4 = 42.0 MPa Co pozwala ostatecznie przyjąć wartość wytrzymałości charakterystycznej badanego betonu na poziomie około 38.2 MPa i oszacować klasę wytrzymałościową badanego betonu jako C30/37, a po uwzględnieniu współczynnika korekcyjnego (=0.85) jako C35/45.

BADANIA BETONU W KONSTRUKCJACH MŁOTEK SCHMIDTA Norma PN-EN 12504-2 stanowi natomiast nowelizację starej polskiej normy (PN-74/B-06262), dotyczącej zasad nieniszczącego badania konstrukcji betonowych za pomocą młotka Schmidta typu „N”. Norma ta wprowadza pewne istotne zmiany w stosunku do dotychczasowej, powszechnie stosowanej praktyki pomiarowej. Przede wszystkim z normy usunięto szereg cennych zaleceń odnośnie sposobu interpretacji uzyskiwanych wyników i ograniczono się jedynie do unormowania samej procedury badawczej. Wprowadzono obowiązek oczyszczenia kamieniem szlifierskim powierzchni chropowatych i zanieczyszczonych. Ograniczono stosowanie młotka Schmidta do przedziału temperatur od 10 do 350C. Ponadto, w celu uzyskania wiarygodnego oszacowania liczby odbicia w danym miejscu pomiarowym, wprowadzono wymóg wykonania minimum dziewięciu odczytów, podczas gdy dotychczas wymóg ten ograniczał się do pięciu odczytów. W przypadku, gdy więcej niż 20% wszystkich odczytów różni się od wartości średniej o więcej niż 6 jednostek, cały zestaw odczytów należy odrzucić.

Młotek Schmidta - urządzenie nadal nieznane !!! Wykonywanie badań sklerometrycznych bez ich skalowania na odwiertach kontrolnych, pobranych z badanej konstrukcji jest błędne i niezgodne z obowiązującymi w tym względzie przepisami normowymi. Nie istnieje żadna „ogólna”, ani „globalna” krzywa regresji, prawdziwa dla betonu jako takiego. Niezbędnym jest każdorazowe sprawdzenie przed i po badaniach sprawności młotka na kowadełku kontrolnym. Badania sklerometryczne winny być wykonywane na „zdrowym” i oczyszczonym fragmencie betonu, przynajmniej w przybliżeniu reprezentatywnym dla betonu, znajdującego się w środku badanego elementu. Wykorzystywanie młotka Schmidta typu „N” do badania masywnych konstrukcji betonowych jest poważnym błędem w sztuce. Sklerometr typu „M” Sklerometr typu „N”

SPECYFIKACJA BETONU Specyfikacją nazywamy zbiór wszystkich istotnych wymagań, dotyczących właściwości betonu, przekazanych producentowi betonu i za spełnienie których jest on odpowiedzialny Specyfikacja powinna uwzględnić: przeznaczenie mieszanki betonowej i betonu stwardniałego warunki pielęgnacji wymiary konstrukcji (wydzielanie ciepła) oddziaływanie środowiska, na które będzie narażona konstrukcja wszelkie wymagania dotyczące odsłoniętego kruszywa lub maszynowego wykańczania powierzchni betonu wszelkie wymagania dotyczące otuliny zbrojenia lub minimalnego rozstawu między zbrojeniem, np. maksymalny nominalny, górny wymiar ziarn kruszywa wszelkie ograniczenia, dotyczące stosowania składników o ustalonej przydatności np. wynikające z klas ekspozycji.

 wymagania  warunki SPECYFIKATOR PRODUCENT WYKONAWCA (transport, układanie, zagęszczanie, pielęgnacja, ułożenie zbrojenia, użytkowanie)

BETON PROJEKTOWANY Klasa wytrzymałości Konsystencja Przeznaczenie (max.zaw.chlorków) Klasa ekspozycji Rozwój wytrzymałości Powołanie na Max.uziarnienie PN-EN 206-1 Specyfikacja (zamówienie)

BETON RECEPTUROWY wsp. w/c lub konsystencja Ilość cementu Rodzaj kruszywa Rodz.cem./klasa Maks. uziarnienie Powołanie na Rodzaj,ilość,producent PN-EN 206-1 dodatków i domiesz. Specyfikacja (zamówienie)

DOSTAWA BETONU Dostawa świeżej mieszanki betonowej na plac budowy jest bardzo istotną częścią całego procesu produkcyjnego. Przepisy nowej normy betonowej wymagają ścisłej współpracy pomiędzy wykonawcą, a producentem betonu. Kładzie się tu szczególny nacisk na wymianę niezbędnych informacji, dotyczących zarówno właściwości betonu, jego załadunku, czasu transportu ze strony producenta, jak też na precyzyjnym określeniu terminu dostawy, jej wielkości oraz specjalnych warunków transportu na budowę ze strony wykonawcy. Podstawowym dokumentem, jaki producent betonu załącza do dostawy jest DOWÓD DOSTAWY. Dokument ten zawiera istotne informacje dla wykonawcy (odbiorcy betonu), ale też i dla producenta, służące w przyszłości do wzajemnych rozliczeń finansowych oraz rozstrzygania ewentualnych spraw spornych

DOSTAWA BETONU - INFORMACJE Wykonawcy dla producenta: data, godzina, wielkość, ograniczenia dla pojazdu, transport na budowie, metoda układania Producenta dla wykonawcy: rodzaj i klasa cementu, Dodatkowo na życzenie rodzaj kruszywa, - skład, w/c, - klasa konsystencji, wyniki badań, - inne rozwój wytrzymałości, pochodzenie składników.

Dowód dostawy betonu towarowego Przy dostawie każdego ładunku mieszanki betonowej producent powinien dostarczyć wykonawcy dowód dostawy, na którym są wydrukowane lub napisane ręcznie następujące informacje: nazwa wytwórni numer seryjny dowodu data i godzina załadunku (czas pierwszego kontaktu cementu z wodą) numer rejestracyjny pojazdu lub jego identyfikacja nabywca szczegóły dotyczące specyfikacji np. numer przepisu, numer zamówienia ilość mieszanki w m3 deklaracja zgodności z powołaniem na specyfikację oraz PN-EN 206-1 nazwa lub oznaczenie jednostki certyfikującej (jeśli dotyczy) godzina dostawy betonu na miejsce godzina rozpoczęcia rozładunku godzina zakończenia rozładunku

Dowód dostawy betonu towarowego Dodatkowo dowód dostawy powinien zawierać następujące dane: dla betonu projektowanego - klasę wytrzymałości - klasę zawartości chlorków - klasę konsystencji lub jej założoną wartość - wartości graniczne składu betonu,jeśli są określone - rodzaj i klasę wytrzymałości cementu,jeśli są określone - rodzaj domieszki i typ dodatku,jeśli są określone - właściwości specjalne,jeśli są wymagane - maksymalny, nominalny,górny wymiar kruszywa - w przypadku betonu lekkiego lub ciężkiego:klasę gęstości lub jej założoną gęstość dla betonu recepturowego : - szczegóły dotyczące składu,np..zawartość cementu i ,jeśli to wymagane, rodzaj domieszki - współczynnik w/c albo klasę konsystencji lub jej założoną wartość ,jeśli są określone - maksymalny nominalny górny wymiar ziarna kruszywa

UWAGI KOŃCOWE AKTUALNE i NIEAKTUALNE Normy nie dzielą się na obowiązujące i nieobowiązujące, a na normy AKTUALNE i NIEAKTUALNE

Dobrze opracowana SPECYFIKACJA UWAGI KOŃCOWE Dobrze opracowana SPECYFIKACJA na roboty betonowe gwarancją JEGO WYSOKIEJ JAKOŚCI

Im mniej wody w mieszance betonowej im jej więcej w czasie pielęgnacji UWAGI KOŃCOWE Im mniej wody w mieszance betonowej i im jej więcej w czasie pielęgnacji TYM LEPSZY BETON

Nie BETON ma czekać na BUDOWĘ BUDOWA ma czekać na BETON UWAGI KOŃCOWE Nie BETON ma czekać na BUDOWĘ ale BUDOWA ma czekać na BETON

Panuje ogólne przekonanie, że beton może układać każdy głupiec”. UWAGI KOŃCOWE „Otóż beton jest materiałem znakomitym, ale suma różnych działań towarzyszących jest niewystarczająca. Panuje ogólne przekonanie, że beton może układać każdy głupiec”. Prof. Adama Neville

LITERATURA [1] Mierzwa J., „Nowa norma dla betonu”. Polski Cement, 2003, Nr 1 (22), str. 46-49. [2] Kohutek Z.B., „Ocena zgodności właściwości betonu oraz kontrola jego wytwarzania w świetle europejskiej normy EN-206-1. Część I: kontrola zgodności”. Cement Wapno Gips, Nr 1/2002, str. 28-32. [3] Kon E., „PN-EN 12350: 2001 - Badania mieszanki betonowej”. Cement Wapno Gips, Nr2/2002, str. 74-76. [4] Kon E., „Pn-EN 12390: 2001 – Badania betonu”. Cement Wapno Gips, Nr3/2002, str. 114-116. [5] Mierzwa J., „Norma PN-EN 206-1 jako nowa norma krajowa dla betonu”. Ogólnopolska Konferencja – Dni Betonu 2002, Szczyrk, 8-10.X.2002, str. 141-155. [6] Moczko A., „Badania betonu – stan prawny w świetle unormowań europejskich”. Budownictwo Technologie Architektura, Nr3/2003, str. 54-57.

Andrzej Moczko Instytut Budownictwa Politechniki Wrocławskiej Dziękuję za uwagę