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.
Hodnota krytí betonářské výztuže se vypočítá jako součet minimální betonové krycí vrstvy cmin a návrhového přídavku na odchylku Δc dev. 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. Ve společnosti REBAR CZ používáme následný diagram pro jednoznačné označení velikosti krycí vrstvy.
Tento konkrétní určuje krytí výztuže při dolním povrchu desky: vložky ukládané ve směru Y mají krytí 25mm a jsou tedy blíže ke spodnímu líci desky; vložky ukládané kolmo (tedy ve směru X) jsou umístěny dále od spodního povrchu, tedy hlouběji v desce.
Minimální krycí vrstva c min
Dle výše zmíněné normy se minimální krytí cmin stanoví jako větší z hodnot
c min,b ... minimální krycí vrstva z hlediska soudržnosti;
c min,dur ... minimální krycí vrstva z hlediska trvanlivosti a podmínek prostředí;
∆c dur,gama ... přídavná hodnota z hlediska spolehlivosti prvku (obvykle 0);
∆c dur,st ... redukce minimální krycí vrstvy při použití nerezové oceli (obvykle 0);
∆c dur,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. Následující tabulka ukazuje minimální krytí s ohledem na soudržnost pro betonářskou ocel.
Informace pro minimální krycí vrstvu předem či dodatečně předpínané výztuže a kanálky lze dohledat v kapitole 8.10 betonářské normy Eurokód 2 (ČSN EN 1992-1-1).
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), nicméně se o nich můžete podrobně dočíst v článku na webu REBAR CZ Stupně vlivu prostředí na železobetonové konstrukce.
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. Dle následující tabulky se klasifikace konstrukce náležitě upraví.
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:
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.
Závěr
Jak je patrné z uvedeného postupu, stanovení správné tloušťky krytí není úplně jednoduchá záležitost. Za výpočet krytí je zodpovědný statik, který na základě postupu dle normy velikost krytí jednoznačně určí, a to pro každou jednotlivou konstrukci zvlášť. Krytí základové desky bude nejspíše jiné u dolního a horního povrchu, krytí obvodových suterénních stěn bude jiné než vnitřních stěn apod. Tyto hodnoty spolu s dalšími podklady slouží jako vstup pro vypracování dílenských výkresů výztuže, a našich klientů se vždy na velikost krycí vrstvy pro všechny prvky ptáme. Hodnota krytí totiž přímo ovlivňuje velikosti výztužných vložek – rozměry třmínků, šířky U-vložek po okrajích desek, délky příčných spon do stěn apod.
Při nesprávném uvažování krytí bychom navrhovali tvary vložek, které by zasahovaly do krycí vrstvy, čímž by byla snížena trvanlivost konstrukce. Nebo by vložky naopak byly utopeny hlouběji v betonu, a tím by byla negativně ovlivněna skutečná únosnost betonového průřezu. V naší společnosti respektujeme navržené krytí a výkresy výztuže připravujeme tak, aby plně odpovídaly zadání od klienta. Na základě předpisu krytí na našich výkresech se dodržení krycí vrstvy na stavbě provádí pomocí různých distančních prvků, o kterých pojednává článek Distanční prvky na našich stránkách.
Fotogalerie
Foto 1: koroze výztuže z důvodu nedodržení dostatečné krycí vrstvy
Foto 2: nedostatečné krytí výztuže při horním povrchu nové střešní desky
Foto 3: závažné poruchy mostní konstrukce