Konstrukcję należy tak zaprojektować, aby miała — w danych warunkach środowiskowych i przy danej konserwacji — wymaganą trwałość w zamierzonym (projektowanym) okresie użytkowania. Wymaganie zapewnienia trwałości konstrukcji jest dotrzymane, jeżeli w całym tym okresie spełnia ona swoje zadania w zakresie warunków użytkowania, nośności i stateczności. Zamierzony okres użytkowania konstrukcji budowlanej nie. musi być równoznaczny z czasem jej istnienia. Na ogół zalecenia w normach są podawane przy założeniu użytkowania konstrukcji budowlanych przez ok. 50 lat. W uzasadnionych sytuacjach ten okres może być ustalony indywidualnie, zgodnie z wymaganiami inwestora. Na przykład — zazwyczaj przyjmuje się, że wymagany okres użytkowania mostów i innych konstrukcji inżynierskich wynosi 100 lat, a konstrukcji monumentalnych 200 lat.
Klasy ekspozycji w zależności od warunków środowisk.
Oznaczenie
klasy |
Opis środowiska | Przykłady występowania klas ekspozycji |
I. Brak ryzyka korozji lub agresji środowiska | ||
X0 | beton niezbrojony i niezawierający innych elementów metalowych we wszystkich środowiskach /. wyjątkiem przypadków występowania zamrażania i odmrażania, ścierania lub agresji chemicznej beton zbrojony lub zawierający inne elementy metalowe w środowiskach bardzo suchych |
beton wewnątrz budynków o bardzo niskiej wilgotności powietrza |
2. Korozja wywołana karbonatyzacją | ||
XC1 | suche lub stale mokre | beton wewnątrz budynków o niskiej wilgotności powietrza, beton stale zanurzony w wodzie |
XC2 | mokre, sporadycznie suche | powierzchnie betonu narażone na długotrwały kontakt z wodą,niektóre fundamenty |
XC3 | umiarkowanie wilgotne | beton wewnątrz budynków o umiarkowanej lub wysokiej wilgotności powietrza, betony na zewnątrz osłonięte przed deszczem |
XC4 | cyklicznie mokre i suche | powierzchnie betonu narażone na kontakt z wodą, ale nie jak w klasie ekspozycji XC2 |
3. Korozja wywołana chlorkami niepochodzącymi z wody morskiej | ||
XD1 | umiarkowanie wilgotne | powierzchnie betonu narażone na działanie chlorków z powietrza, płyty parkingów – spód |
XD2 | mokre, sporadycznie suche | baseny,
baseny narażone na działanie wody przemysłowej zawierającej chlorki |
XD3 | cyklicznie mokre i suche | elementy mostów narażone na działanie rozpylonych cieczy zawierających chlorki nawierzchnie dróg, płyty parkingów – wierzch |
4. Korozja wywołana chlorkami z wody morskiej | ||
XS1 |
narażenie na działanie soli zawartych w powietrzu, ale nie na bezpośredni kontakt z wodą morską | konstrukcje zlokalizowane na wybrzeżu lub w jego pobliżu |
XS2 | stałe zanurzenie | elementy budowli morskich |
XS3 | strefy pływów, rozbryzgów i aerozoli | elementy budowli morskich |
5. Agresywne oddziaływanie zamrażania/rozmrażania z luli bez środków odladzających | ||
XF1 | umiarkowanie nasycone wodą bez środków odladzających | pionowe powierzchnie betonowe narażone na deszcz i zamarzanie |
XF2 | umiarkowanie nasycone wodą ze środkami odladzającymi | pionowe powierzchnie betonowe konstrukcji drogowych narażone na zamarzanie i działanie środków odladzających z powietrza, płyty parkingów – spód |
XF3 | silnie nasycone wodą bez środków odladzających | poziome powierzchnie betonowe narażone na deszcz i zamarzanie |
XF4 | silnie nasycone woda ze środkami odladzającymi lub wodą morską | jezdnie dróg i mostów narażone na działanie środków odladzających, powierzchnie betonowe narażone bezpośrednio na działanie aerozoli zawierających środki odladzające i zamarzanie, strefy rozbryzgu w budowlach morskich narażone na zamarzanie, płyty parkingów – wierzch |
6. Agresja chemiczna | ||
XA1 | środowisko chemiczne mało agresywne, |
grunty naturalne i woda gruntowa |
XA2 | środowisko chemiczne średnio agresywne, |
grunty naturalne i woda gruntowa |
XA3 | środowisko chemiczne silnie agresywne, |
grunty naturalne i woda gruntowa |
Projektując konstrukcje z betonu, trzeba brać pod uwagę warunki środowiska, w którym będą pracowały. Rozróżnia się sześć grup (klas) ekspozycji elementów konstrukcyjnych na działanie środowiska. Element może być poddany działaniu więcej niż jednego środowiska określonego w wymienionej tabeli. Wskutek oddziaływania środowiska może następować degradacja konstrukcji z betonu, a więc pogorszenie ich właściwości użytkowych w stosunku do poziomu wyjściowego. Degradacja ta może być spowodowana korozją betonu, korozją zbrojenia lub obydwoma procesami zachodzącymi jednocześnie.
Korozja betonu to nieodwracalna zmiana jego właściwości w wyniku fizycznego, chemicznego, fizykochemicznego lub specjalnego oddziaływania środowiska korozyjnego zewnętrznego bądź wewnętrznych procesów korozyjnych w betonie (między niektórymi składnikami cementu albo cementu i kruszywa).
Korozja zbrojenia to jego niszczenie w wyniku procesów elektrochemicznych spowodowanych działaniem wilgotnego środowiska korozyjnego, w tym również substancji zawartych w betonie.
Degradacja konstrukcji z betonu postępuje w każdych warunkach środowiskowych, ale z różna szybkością (intensywnością), a sposób ochrony tych konstrukcji zależy od stopnia agresywności środowiska. Rozróżnia się trzy stopnie tej agresywności:
• słaby (oznaczany la),
• średni (ma),
• silny (ha).
W środowisku o określonym stopniu agresywności stosuje się następujące sposoby ochrony konstrukcji z betonu:
• stopień la – ochronę materiałowo-strukturalną,
• stopień ma ochronę materiałowo-strukturalną i powierzchniowa, ograniczającą oddziaływanie środowiska na konstrukcję,
• stopień ha — ochronę materiałowo-strukturalną i powierzchniową, całkowicie odcinającą wpływ środowiska na konstrukcję.