G.nther Ruffert – Tłumaczył Kazimierz Dąbrowski

Otulenie jest to odległość od powierzchni zewnętrznej elementu do powierzchni najbliżej leżącego pręta zbrojenia.

  • Pręty zbrojenia muszą być otulone betonem dostatecznie grubo i szczelnie ze względu na przyczepność, ochronę przez korozją i działanie pożaru.

    Korozja prętów stalowych, przejmujących w betonie naprężenia rozciągające, jest jedynie możliwa, gdy powodujące korozję czynniki, przede wszystkim wilgotność i CO2 , wnikną przez beton do powierzchni prętów stalowych. Wskutek reakcji chemicznej między wodorotlenkiem wapnia, powstałym w trakcie hydratacji cementu, a dwutlenkiem węgla z atmosfery zanika skuteczna ochrona alkaliczna betonu; beton ulega "karbonatyzacji". Wilgotność jest niezbędna przy wszystkich procesach korozji.

    Stwierdzenie, że większa część wszystkich obecnych napraw betonu wynika z uszkodzeń korozyjnych lub, inaczej mówiąc, z wielowiekowego użytkowania konstrukcji żelbetowych przy niedostatecznym otuleniu zbrojenia, skłoniły Niemiecki Komitet Żelbetu z okazji nowej redakcji normy DIN 1045 (w roku 1988) do znacznego zwiększenia dotychczas obowiązującej grubości otulenia. Poza określeniem wartości minimalnej grubości otulenia wprowadzono przy tym konieczność uwzględniania nieuniknionych niedokładności gięcia i układania zbrojenia, rodzaju zastosowanych wkładek dystansowych zbrojenia, dokładności deskowania, jak również układania i zagęszczania betonu.

    Aby zapewnić, że otulenie zbrojenia betonem będzie nie tylko odpowiednio duże, lecz również szczelne, postanowiono, że w elementach wystawionych na wpływy atmosferyczne, należy stosować beton co najmniej klasy B25 przy maksymalnym wskaźniku W/C = 0,60, wychodząc z założenia, że przy mniejszej wartości wskaźnika W/C i wyższej wytrzymałości betonu wzrasta szczelność betonu i związana z nią odporność na wnikanie czynników korozyjnych.

    Wskazówka praktyczna
    Obecnie obowiązujące minimalne otulenia betonem są to wartości związane także z czasem użytkowania konstrukcji z betonu, wynoszącym od 50 do 100 lat. Przeciw powiększaniu otulenia podnosi się często argument, że każdy oszczędzony centymetr przekroju elementu betonowego zmniejsza kubaturę budynku i obniża jego cenę. Oszczędność na otuleniu oznacza oczywiście także zmniejszenie ciężaru własnego przez szczuplejsze przekroje. Można temu przeciwstawić podwyższone niebezpieczeństwo korozji zbrojenia, dowiedzione na wielu tysiącach przykładów. Usunięcie powstałych w ten sposób szkód wymaga wielokrotnie większych nakładów, których można było uniknąć poprzez właściwe podwyższenie grubości otulenia.

    Okazuje się przy tym jeszcze dalsza korzyść dla właściciela obiektu. W przypadku pożaru należy dbać o to, aby przez zachowanie wystarczającego odstępu między ekstremalnie wysoką temperaturą, działającą na powierzchnię zewnętrzną betonu, a prętami stalowymi, bardziej niż beton wrażliwymi na działanie temperatury, nie nastąpiło za silne ich nagrzanie, prowadzące do uszkodzenia konstrukcji. Przez zwiększenie otulenia prętów betonem podwyższa się więc szansę, że konstrukcja zniesie działanie pożaru bez większych uszkodzeń.





    Otulenie betonem nie tylko chroni zbrojenie przed korozją, lecz także zapewnia przyczepność niezbędną dla przekazywania sił między zbrojeniem a betonem. Dużym błędem przy naprawach skorodowanych elementów betonowych jest – niestety – bardzo często występująca praktyka, zatynkowania widocznych uszkodzeń korozyjnych bez uprzedniego sprawdzenia, czy te widoczne uszkodzenia nie stanowią sygnału innych poważnych usterek, jak np. braku strzemion lub zbyt małego otulenia z uwagi na przekazywanie sił z betonu na pręty zbrojenia. Aby uniknąć tego w przyszłości, w "Wytycznych w zakresie ochrony i napraw elementów z betonu" podano dodatkowe wymagania:

    Jeżeli otulenie betonem po naprawie elementu jest mniejsze od minimalnej wartości podanej w tabl. 1, wiersz 1, to konsekwencje wpływu tego na stan bezpieczeństwa, w szczególności na zakotwienie zbrojenia, muszą być przeanalizowane przez uprawnionego rzeczoznawcę.

    Wymagania w zakresie otulenia oprócz podania ich w normach są przedmiotem specjalnych instrukcji dla zapewnienia właściwego otulenia zbrojenia betonem w trakcie projektowania, wykonywania i układania zbrojenia, jak również przy układaniu i zagęszczaniu betonu.

    Literatura
    KN-FEL: Stichwort Baustoffkorrosion (Hasło – korozja materiałów budowlanych). Bauverlag, Wiesbaden 1983. ROSTASY G.: Schutz und Instandsetzung von Bauteilen (Ochrona i naprawa elementów budowlanych z betonu). Bauverlag, Wiesbaden 1990. PN-84/B-03264. Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie p.8.1.9. Otulenie betonem. Proj. PN-B-03264. Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie, p.8.1.10. Grubość otulenia prętów zbrojenia. Wersja końcowej ankietyzacji z października 1997.