Železobetonové konstrukce se v praxi mohou nacházet ve velmi rozdílném prostředí. Máme například stropní desky domů, pojížděné povrchy mostů, opěrné stěny zajišťující stabilitu svahů či betonové hráze na pobřeží moře. Na beton tak působí velmi rozdílné fyzikální a chemické podmínky, které mají přímý vliv na návrh složení betonové směsi, pevnost betonu a v neposlední řadě také na velikost krycí vrstvy, která chrání výztuž uvnitř železobetonového prvku. O té jsme už psali v článku Krycí vrstva výztuže.
Stupně vlivu prostředí klasifikujeme dle normy ČSN EN 206 (Beton – Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda) do několika kategorií. Prostředí může různými mechanismy negativně působit na beton a výztuž a způsobovat tak jejich korozi. Poškození výztuže vede k oslabení železobetonového průřezu, poklesu jeho celkové únosnosti a v krajním případě může způsobit až kolaps konstrukce.
Kategorie stupňů prostředí
1. Bez nebezpečí koroze nebo narušení – X0
Prostředí pro beton bez výztuže či velmi suché prostředí (např. uvnitř budov s velmi nízkou vlhkostí vzduchu).
2. Koroze vlivem karbonatace – XC
Vyztužený beton vystaven ovzduší a vlhkosti, kdy dochází ke karbonataci betonu (karbonatace je reakce ztvrdlého betonu ze vzdušným CO2, při které dochází ke snížení alkality betonu a následné korozi ocelové výztuže).
XC1 – suché nebo stále mokré prostředí (např. beton uvnitř budov či trvale ponořený ve vodě)
XC2 – mokré, občas suché prostředí (většina základových konstrukcí)
XC3 – středně mokré, vlhké prostředí (venkovní beton chráněný proti dešti)
XC4 – střídavě mokré a suché prostředí (povrchy betonu ve styku s vodou)
3. Koroze vlivem chloridů, ne však z mořské vody – XD
Prostředí pro beton v kontaktu chloridy včetně rozmrazovacích a jiných solí, které mohou narušit pasivační vrstvu na ocelové výztuži, důsledkem je koroze výztuže.
XD1 – středně mokré, vlhké (chloridy rozptýlené ve vzduchu)
XD2 – mokré, občas suché (např. plavecké bazény)
XD3 – střídavě mokré a suché (např. části mostů vystavené postřikům se solemi, vozovky, betonové povrchy parkovišť)
4. Koroze vlivem chloridů z mořské soli – XS
Přímořské pobřežní prostředí.
XS1 – vystaven slanému vzduchu (stavby poblíž mořského pobřeží)
XS2 – trvale ponořen ve vodě (části staveb pod hladinou moře)
XS3 – smáčený a ostřikovaný přílivem (části staveb v moři)
5. Působení mrazu a rozmrazování – XF
Mokrý beton vystavený významnému mrazu a rozmrazování, při kterém dochází ke změně objemu a skupenství vody obsažené v pórovém systému betonu, důsledkem je rozpad betonu.
XF1 – mírně nasycen vodou bez rozmrazovacích prostředků (svislé betonové povrchy vystavené dešti a mrazu)
XF2 – mírně nasycen vodou s rozmrazovacími prostředky (např. svislé betonové povrchy silničních konstrukcí)
XF3 – značně nasycen vodou bez rozmrazovacích prostředků (vodorovné betonové povrchy vystavené dešti a mrazu)
XFX4 – značně nasycen vodou s rozmrazovacími prostředky nebo mořskou vodou (vozovky a mostovky, omývaná část staveb v moři vystavená mrazu)
6. Chemické působení – XA
Beton vystavený chemickému působení rostlé zeminy a podzemní vody, které mohou narušit pojivo, snížit pevnost a způsobit rozpad betonu.
XA1 – slabě agresivní chemické prostředí
XA2 – středně agresivní chemické prostředí
XA3 – vysoce agresivní chemické prostředí
Stupeň agresivity prostředí rostlé zeminy a podzemní vody záleží na kyselosti (pH) a koncentraci iontů síranů, hořčíků, oxidu uhličitého a amoniaků.
Poznámka
Příklady konstrukcí ovlivněné různými stupni prostředí jsou přehledně ukázány na obrázcích na konci článku. Pro bytové stavby a některé další konstrukce se vnější obálka budovy obvykle chrání pomocí hydroizolace či tepelné izolace, případně oběma. Toto zakrytí železobetonové konstrukce je nutno brát při určování prostředí v potaz.
Obecně beton může být vystaven působení více než jednomu z vlivů, které jsou zde uvedeny. Označení betonu takové konstrukce může např. být C30/37 - XC2, XF2. Dokonce pro danou konstrukční část mohou být různé povrchy vystaveny různým vlivům. Na základě kategorií stupně prostředí se následně určí složení betonové směsi a také velikost krycí vrstvy výztuže. Někdy vliv třídy prostředí může vést k volbě vyšší pevnostní třídy betonu, než je požadována z hlediska návrhu konstrukce na únosnost.
Na druhou stranu investor může z různých důvodů požadovat návrh konstrukce na méně příznivý stupeň prostředí, než ve kterém se konstrukce skutečně nachází. To je v rámci návrhu přípustné, ovšem obvykle to znamená zvýšené náklady na tvorbu betonové směsi a někdy i dalších konstrukcí.
Závěr
Stupeň vlivu prostředí hraje zásadní vliv při návrhu betonové konstrukce. Určuje zejména třídu betonu a velikost krycí vrstvy. V naší společnosti REBAR CZ vždy tyto vstupní údaje bereme v potaz při návrhu a zpracování výkresů výztuže, zejména s ohledem na tvar zahnutých vložek a velikost kotvení a stykování.
Obr. 1: Stupeň vlivu prostředí – příklady v budovách
Obr. 2: Stupeň vlivu prostředí – příklady v průmyslových objektech
Obr. 3: Stupeň vlivu prostředí – příklady v inženýrských stavbách