Klasy ekspozycji betonu charakteryzują oddziaływanie środowiska na beton, zbrojenie a także inne wbudowane elementy metalowe, których nie uwzględniono w projekcie konstrukcyjnym jako obciążenia. Prawidłowe określenie klasy ekspozycji jest bardzo ważne ponieważ ma to wpływ na wymagania dotyczące składu mieszanki betonowej, otuliny jak i dopuszczalnych szerokości pęknięć.
Według normy: PN-EN 206+A1:2016-12 „Beton – Wymagania właściwości, produkcja i zgodność” można wyróżnić następujące klasy ekspozycji betonu:
- X0 – brak zagrożenia korozją i agresją chemiczną,
- XC1 – XC4 – korozja powstała w wyniku karbonatyzacji,
- XD1 – XD4 – korozja spowodowana chlorkami,
- XS1 – XS3 – korozja powstała w wyniku chlorków z wody morskiej,
- XF1 – XF4 – korozja poprzez zamrażanie i rozmrażanie,
- XA1 – XA3 – agresja chemiczna,
- XM1 – XM3 – korozja spowodowana ścieraniem.
Wyżej wymienione oznaczenia składają składają się z litery X (dla ekspozycji), z liter C, D, S, F, A, M określających rodzaj szkodliwych warunków, a także cyfry określającej intensywność oddziaływania danego czynnika.
Uszkodzenia powstałe w wyniku oddziaływań
- Klasa XC – karbonatyzacja:
Karbonatyzacja to proces powstały w wyniku oddziaływań CO2 na zewnętrzną stronę konstrukcji betonowej. Podczas procesu karbonatyzacji dochodzi do pogorszenia warunków (obniżenie pH<9 cieczy porowej betonu) w wyniku czego dochodzi do pasywacji zbrojenia. W przypadku gdy zasięg karbonatyzacji betonu osiągnie grubość otuliny, następuje znacznie szybsza korozja stali zbrojeniowej, co może doprowadzić do spękania.
- Klasa XD i XS – korozja w wyniku działania chlorków:
Korozja chlorkowa może powstać przez np. wodę morską, środki odladzające czy wody kapilarne. W wyniku korozji chlorkowej dochodzi wnikania chlorków w głąb betonu co powoduje korozję stali zbrojeniowej. Rdza może zwiększyć swoją objętość nawet o 10 razy, powodując zarysowania oraz spękania betonu, złuszczenia betonu.
- Klasa XF – korozja poprzez zamrażanie i rozmrażanie:
W wyniku zamarzania następuje uszkodzenie struktury betonu przez zwiększenie objętości zamarzniętej wody w porach kapilarnych powodując: zmniejszenie wytrzymałości betonu, spękania, zarysowania odpryski czy złuszczenia betonu.
- Klasa XA – korozja chemiczna
Korozja spowodowana agresją chemiczną (siarczanami), może powstać przez np. wodę morską, wody gruntowe lub ścieki. W wyniku korozji chemicznej powstają zniszczenia betonu.
Wymagania dotyczące mieszanek betonowych
W zależności od wybranej klasy ekspozycji stawiane są wymagania dotyczące składu oraz właściwości mieszanki betonowej dotyczące:
- maksymalnego wskaźnika w/c (woda/cement),
- minimalnej zawartości cementu,
- dopuszczonych składników i klas,
- minimalnej zawartości powietrza (dotyczy klasy ekspozycji XF2 do XF4),
- minimalnej wytrzymałości na ściskanie betonu,
- w przypadku niektórych klas środowiskowych – minimalne napowietrzenie betonu.
Wymagania związane z właściwościami i trwałością betonu mogą być spełnione w przypadku:
- prawidłowego dobrania klasy ekspozycji,
- prawidłowego zaprojektowania i wykonania otuliny zbrojenia,
- właściwego ułożenia i zawibrowania mieszanki betonowej,
- prawidłowej pielęgnacji betonu,
- konserwacji betonu w trakcie eksploatacji konstrukcji.
Wymagania betonu w zależności od klasy ekspozycji
Bibliografia:
[1] PN-EN 206+A1:2016-12 „Beton – Wymagania właściwości, produkcja i zgodność”.
Zobacz też:
Klasy wytrzymałości betonu wg Eurokodu 2 PN-EN 1992
